ابتكار بلاستك "ثوري" ينقل الحرارة بكفاءة تفوق الفولاذ وتعزل الكهرباء
ولطالما عُرف البلاستيك كعازل للحرارة، مما يحدّ من استخدامه في الأجهزة التي تولد حرارة عالية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الحاسوب والخوادم العملاقة.
فعندما ترتفع حرارة المعالجات، تبطئ الأجهزة عملها أو تتوقف تمامًا لحماية نفسها. ولحل هذه المعضلة، عادةً ما يلجأ المصنعون إلى استخدام معادن مثل الألمنيوم أو النحاس لنقل الحرارة بعيدًا عن الأجزاء الحساسة.
ولكن هذه المعادن ثقيلة ويمكن أن تعيق التصميمات الحديثة، أما البلاستيك فيعيق نقل الحرارة بعيدا، ومن ثم يرفع من حرارة تلك الأجزاء الحساسة.
حل مبتكر
المادة الجديدة تقدم حلاً مبتكرًا، حيث تمكن الباحثون من صنع بلاستيك موصل للحرارة وفي نفس الوقت عازل للكهرباء. وهذا يعني أنه يمكن استخدامه لتبريد المكونات الإلكترونية دون خوف من حدوث دوائر كهربائية قصيرة، كما أنه لا يحجب إشارات الراديو أو شبكات الجيل الخامس، مما يجعله مثالياً لأجهزة الاتصالات الحديثة.
وقد اعتمد فريق البحث على الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء بنية دقيقة بداخل البلاستيك، وزرع جزيئات سيراميكية صغيرة فيه.
وبعد ذلك، استخدموا عملية تسخين خاصة لتشجيع الجسيمات على تكوين "شبكات بلورية" تربط الجسيمات ببعضها البعض، وتصنع مسارات سلسة لنقل الحرارة، وقد نتج عن ذلك بلاستيك يتمتع بقدرة على تبديد الحرارة أسرع من الفولاذ.
تطبيقات واعدة
وبحسب صحفي رسمي صادر من جامعة نورث ويسترن، فإن المادة الجديدة قد تُحدث ثورة في عدة صناعات:
الإلكترونيات والأجهزة الذكية: يمكن استخدام البلاستيك في تبديد حرارة المعالجات داخل الهواتف وأجهزة التابلت واللابتوب. وبخلاف المعادن، وهذه المادة لا تعزل إشارات واي فاي أو شبكة الهواتف، مما يجعلها مثالياً للأجهزة المحمولة.
مراكز البيانات: يساعد البلاستيك في إدارة الحرارة داخل مراكز البيانات، حيث ترتفع درجات الحرارة بسبب تشغيل آلاف الخوادم بشكل متواصل. وبفضل وزنه الخفيف وسعره المنخفض مقارنة بالمعادن، سيكون البلاستيك فعالاً في بناء أنظمة تبريد أكثر كفاءة.
السيارات الكهربائية: يُستخدم البلاستيك لتبريد بطاريات السيارات الكهربائية ومنع ارتفاع حرارتها بشكل قد يؤدي إلى "الانهيار الحراري" أو حتى الاشتعال، كما يتيح تصميم سيارات أخف وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.
الأجهزة العسكرية والفضائية: يمكن البلاستيك تبريد أجهزة الرادار وحساسات الطائرات بدون طيار دون التأثير على إرسال واستقبال الإشارات اللاسلكية. وهو مناسب جدًا للأقمار الصناعية، حيث يلزم وجود مواد خفيفة الوزن وموصلة للحرارة.
المعدات الطبية: يمكن استخدامه في تبريد الأجهزة الطبية الحساسة مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي أو الليزر الجراحي، حيث يُفضل تجنب المعادن بسبب تداخلها مع المجالات المغناطيسية.
ويفترض أن يبدأ العلماء قريبا في تجارب على نسخ عملية من هذا البلاستيك، وإذا نجحت تلك التجارب يمكن نقله من مستوى التجارب المعملية إلى مستوى الصناعة.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجزيرة
منذ 15 دقائق
- الجزيرة
ارتفاع درجة حرارة المحيطات.. هل وصلنا إلى نقطة تحول مناخي؟
في عام 2023 لم يكن وضع المحيطات طبيعيا، فقد ارتفعت حرارتها بشكل مفرط وظلت كذلك حتى الآن، وساهمت في احترار الكوكب بأكمله تقريبا، وبحسب العلماء لم يكن الأمر مجرد ارتفاع في درجة الحرارة، بل قد يكون ذلك بداية لشيء أكبر يشمل تغييرا في آلية عمل مناخ الأرض. وكشفت دراسة جديدة أن موجات الحر البحرية لعام 2023 حطمت كل الأرقام القياسية المعروفة، إذ كانت أقوى وأطول، وغطت مساحات أكبر من أي وقت مضى، كما لم تكن موجة واحدة، بل كانت موجات عديدة متداخلة وممتدة. ولا تعد موجات الحر البحرية مجرد بقع دافئة في البحر، بل هي ارتفاعات حادة وممتدة في درجة حرارة البحر قد تستمر لأشهر وتأثيرها مدمر، إذ تقتل الشعاب المرجانية وتطرد الأسماك وتعطل مصائد الأسماك بأكملها. وبسبب تغير المناخ الناجم عن أنشطة الإنسان أصبحت هذه الأحداث أكثر تواترا وأكثر شدة. ووفقا للدراسة، شهد 96% من سطح المحيطات العالمية موجات حر، وتحملت مناطق مثل شمال الأطلسي وشمال المحيط الهادي والمناطق الاستوائية فيه وجنوبه الغربي أسوأ آثارها، وشكلت هذه المناطق مجتمعة 90% من ارتفاع حرارة المحيطات غير الاعتيادية. واستمرت موجة الحر في شمال المحيط الأطلسي 525 يوما، بدءا من منتصف عام 2022 ولم تهدأ، كما شهدت منطقة جنوب غرب المحيط الهادي موجة حر بحرية واسعة النطاق وممتدة حطمت الأرقام القياسية السابقة. كما جاءت ظاهرة النينيو في شرق المنطقة الاستوائية بالمحيط الهادي، حيث بلغت درجات حرارة المحيط هناك ذروتها عند 1.63 درجة مئوية فوق المتوسط. وبالنسبة للحياة البحرية وهذا النوع من الحرارة يمكنه أن يغيّر كل شيء، بما في ذلك الحركة والتكاثر والبقاء. ومن خلال تقنية تتبع انتقال الحرارة عبر الطبقات العليا من المحيط وجد الباحثون أسبابا متعددة لموجات الحر البحرية لعام 2023، ففي بعض المناطق قلّت الغيوم، مما سمح بوصول المزيد من أشعة الشمس إلى المياه. وفي مناطق أخرى أدى ضعف الرياح إلى قلة اختلاط المياه، مما تسبب في ركود المياه الدافئة. كما تحولت تيارات المحيطات أيضا عن أنماطها المعتادة، مما ساهم في زيادة تراكم الحرارة، وبذلك تختلف الأسباب باختلاف الأماكن، لكنها جميعها تؤدي إلى نفس النتيجة: محيطات ظلت ساخنة لفترة طويلة جدا. نقطة تحول خطيرة تلعب المحيطات دورا مهما في تنظيم المناخ على الكوكب، إذ تمتص 90% من الحرارة الزائدة، و23% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناجمة عن الأنشطة البشرية، كما تعد مصدر 85% من بخار الماء في الغلاف الجوي وتنتج 50% من الأكسجين الذي نحتاجه. وتشير الدراسة إلى أن الأعاصير المدارية الشديدة في عام 2023 مثلت تحولا جوهريا في ديناميكيات المحيط والغلاف الجوي، وقد تعمل بمثابة تحذير مبكر من نقطة تحول وشيكة في نظام مناخ الأرض. وتعني نقطة التحول المناخي تجاوز عتبة لا يستطيع فيها النظام التعافي بمفرده، وبالنسبة للمحيطات قد يؤدي ذلك إلى موجات حر أكثر تواترا، وانهيار شبكات الغذاء، وتناقص أعداد الأسماك وتدمير الشعاب المرجانية جراء ذات الأهمية البالغة في النظم البيئية البحرية جراء تحمض المياه. كما لن يقتصر التأثير على البحار، فالمحيطات الدافئة تحتفظ بكمية أقل من الأكسجين، مما يعيق تبادل الحرارة والرطوبة مع الغلاف الجوي، ويؤدي ذلك إلى تفاقم الأحوال الجوية المتطرفة، مما يؤثر على كل شيء، من العواصف والأمطار إلى الجفاف على اليابسة. وبحسب الباحثين، فإن أحداث عام 2023 تسلط الضوء على التأثيرات المتزايدة للمناخ الحار والتحديات في فهم الأحداث المتطرفة، ويواجه العلماء مهمة عاجلة تتمثل في مراقبة مدى تكرار حدوث هذه الظواهر وكيف تتطور بمرور الوقت. ويحتاج ذلك -حسب الدراسة- إلى بيانات عالية الدقة ومعالجة أسرع ونماذج قادرة على التنبؤ بشكل أفضل بهذه التغيرات المعقدة في مختلف المناطق، حيث يمكن للمجتمعات التي تعيش خاصة في المناطق الساحلية أن تستعد لمزيد من الاضطرابات المتكررة في النظم البيئية البحرية. وتشير الدراسات إلى أن مستقبل المناخ العالمي يعتمد بشكل كبير على سلامة المحيطات وقدرتها على الاستمرار في أداء وظائفها الطبيعيىة، لكن الصراع على الموارد وتصريف النفايات -خصوصا البلاستيكية- وكلها عوامل تسرع من احترار المحيطات وتحمضها وتعجل بنقطة تحول مناخي هي الأخطر على الكوكب.
الجزيرة
منذ 15 ساعات
- الجزيرة
أمازون تقع في فخ مبرمج.. تحديث ذكاء اصطناعي تضمن كودا خطيرا
تعرضت " أمازون" للبرمجة با لذكاء الاصطناعي لهجوم يهدف للإحراج أكثر من إحداث ضرر، وذلك عبر وضع كود خبيث في الأداة وجعل الشركة تنشره مع تحديثها الأخير، وذلك وفق تقرير موقع "تيك سبوت" التقني. وتعد "أمازون كيو" (Amazon Q) مساعِدة البرمجة عبر الذكاء الاصطناعي ومن الأدوات الإضافية والتي تستخدم مع "فيجوال ستوديو كود" (Visual Studio Code) وهي ضرورية للاستخدام مع خدمات "إيه دبليو إس" (AWS) السحابية من "أمازون" ويصل عدد مستخدميها إلى مليون مستخدم حاليا. واستطاع المخترق "لكمانكا 58" (lkmanka 58) من الوصول إلى الكود المصدري لأداة "أمازون كيو" عبر منصة "غيت هاب" (Github) ثم تمكن من حقن الكود البرمجي الخبيث وإعادة رفعها للمنصة، وفق تقرير الموقع. وبعد ذلك قامت الشركة بإرسال التحديث مباشرة لمستخدمي الأداة بالنسخة رقم 1.84 التي صدرت في 14 يوليو/تموز الجاري، وأزالت "أمازون" النسخة المعطوبة لاحقا من متجر أدوات "فيجوال ستوديو كود" وفق التقرير. وتسببت هذه الخطوة في انتقادات واسعة من الخبراء الأمنيين والمطورين الذين أعربوا عن مخاوف من الشفافية في الكشف عن اختراقات الأداة، إذ لم تقم "أمازون" بنشر أي بيان توضيحي حول ما حدث قبل حذف الأداة وفق ما جاء في التقرير. ومن جانبه، انتقد المخترق أسلوب "أمازون" في تأمين أدواتها عبر الإنترنت واصفا الإجراءات الأمنية التي تتبعها الشركة بأنها "مسرح أمني" مما يعني أنها إجراءات استعراضية أكثر من كونها فعالة، حسب ما جاء بالتقرير. وأضاف أن الكود الخبيث كان مصمما لحذف جميع بيانات المستخدمين الموجودة في الأداة ولكنه ليس فعالا، إذ تعمد جعله كذلك ليرسل رسالة تحذيرية للشركة ومستخدميها بدلا من إلحاق ضرر فعلي بالمستخدمين، وفق ما جاء في التقرير. ويشير التقرير إلى تصريحات ستيفن فوغان نيكولز الخبير الأمني والمحرر في موقع "زدنت" (Zdnet) الذي عزز وجهة نظر المخترق، وأضاف بأن ما حدث دليل على أن آليات مراجعة "أمازون" لأدواتها مفتوحة المصدر يجب أن تتغير. وأكدت "أمازون" أن أمن المستخدمين أولويتها القصوى، ونصحت المستخدمين بالعودة إلى الإصدار رقم 1.85، مشيرة إلى أن بيانات المستخدمين في الأداة لم تتأثر على الإطلاق، وذلك في بيان مكتوب وفق ما جاء في تقرير الموقع.
الجزيرة
منذ 17 ساعات
- الجزيرة
ملف الشهر: تطور أنظمة الدفاع الجوي في مواجهة تهديدات المستقبل
نشر موقع الجزيرة نت على منصاته الرقمية حلقة جديدة من برنامج "ملف الشهر"، المخصص لتناول الموضوعات الراهنة والمستجدات المهمة على الساحة العالمية. وتطرق ملف هذا الشهر إلى تاريخ نشأة منظومات الدفاع الجوي وأهمّها عالميا، بالإضافة إلى مسار تطورها وتطوّر تكنولوجيات تشغيلها. وظهرت أنظمة الدفاع الجوي خلال الحرب العالمية الأولى ، حيث كانت تعتمد على المدافع الأرضية المضادة للطائرات بأسلوب الرماية المباشرة، إلا أن الحرب العالمية الثانية شهدت قفزة نوعية في هذا المجال، بفعل تصاعد الهجمات الجوية وتطور الطيران العسكري، مما فرض الحاجة إلى وسائل دفاع أكثر دقة وفاعلية. وعقب انتهاء الحرب العالمية الثانية، انخرطت الولايات المتحدة و الاتحاد السوفياتي في سباق تسلح صاروخي، كان من أبرز نتائجه ظهور أول منظومات الدفاع الصاروخي المتطورة في خمسينيات القرن الماضي، ممهدة الطريق أمام حقبة جديدة في مجال الدفاع الجوي. ومع نهاية السبعينيات، تزامن دخول الحواسيب المتطورة والرادارات الرقمية مع ثورة حقيقية في تصميم وتشغيل أنظمة الدفاع الجوي. ومن أبرز تلك الأنظمة "باتريوت" الأميركي و"إس 300″ السوفياتي، اللذان اعتمدا على التحكم الإلكتروني والرصد المتعدد الوظائف. إثر ذلك طورت الولايات المتحدة الأميركية نظام "ثاد" في حين توصلت روسيا إلى تطوير نظام "إس-400" وإن صمم الأول لاعتراض الأهداف داخل وخارج الغلاف الجوي فقد صمم الثاني للتصدي للطائرات المقاتلة والطائرات المسيّرة والصواريخ بمختلف أنواعها. وإلى جانب الولايات المتحدة وروسيا، دخلت الصين خط الإنتاج الدفاعي بمنظومة هونغ تشي-9. بينما طورت إيران عدة أنظمة محلية من بينها: باور 373، رعد، طبس، خرداد 3، وكمين 2. وخلال القرن الـ21، واجهت الأنظمة التقليدية تحديات جديدة، أبرزها انتشار الطائرات دون طيار والصواريخ الفرط صوتية، بالإضافة إلى تقنيات التشويش الإلكتروني، مما دفع الدول إلى إعادة النظر في أدواتها الدفاعية، وتحديثها لمواكبة هذه التهديدات المستجدة. كما كشفت المواجهات الميدانية الأخيرة حول العالم عن فجوات اقتصادية وتقنية، حيث استطاعت طائرات مسيرة منخفضة الكلفة إرباك منظومات دفاعية تتجاوز تكلفتها ملايين الدولارات، وهو ما أفرز توجها جديدا نحو تطوير أنظمة أكثر مرونة وأقل تكلفة. في هذا السياق، عملت إسرائيل على تطوير نظام الشعاع الحديدي كحل متقدم لمواجهة التهديدات الجديدة، في حين كشف الرئيس الأميركي السابق دونالد ترامب عن مشروع القبة الذهبية، التي تمزج بين أنظمة أرضية وبحرية وفضائية لمواجهة تهديدات محتملة قد تطول المصالح الأميركية في الفضاء. يذكر أن تقارير عديدة تشير إلى احتمالات واردة بشأن توسع مسرح المواجهات ليشمل الفضاء الخارجي، مما قد يهدد سلامة الأقمار الصناعية المسؤولة عن الاتصالات والملاحة والرصد، ويطرح تساؤلات جوهرية حول طبيعة الحروب القادمة وحدودها.
