گرافن و نقاط کوانتومي مي‌توانند تلفن همراه شما را تبديل به يک دستگاه سنجش ظربان قلب کنند.
در ماه گذشته کنگره‌ي جهاني موبايل ( Mobile World Congress) در شهر بارسلوناي اسپانيا برگذار شد. در اين کنگره غرفه‌اي برقرار بود که متعلق به يک مؤسسه‌ي پژوهشي با محوريت گرافن بود. اين کمپاني که انستيتوهاي پژوهشگر در حوزه‌ي گرافن را تغذيه مي کند، امسال يک ميليارد دلار براي انجام پروژه‌هاي تحقيقاتي در اروپا اختصاص داده است. در اين کنگره کمپاني‌هاي ديگري هم بودند که درباره‌ي گرافن تحقيق مي‌کردند، اما آن‌ها همه‌ي نيرو و بودجه‌ي خود را به اين ماده اختصاص نداده بودند.
گرافن نخستين بار توسط دانشمندي به نام فيليپ والاس (P.R. Wallace) معرفي شد. اما اين معرفي فقط روي کاغذ بود و تا سال 2004 دانشمندان شيمي و فيزيک نتوانستند گرافن را توليد کنند. در نهايت در سال 2004 آندره گايم (Andre Geim) و کستيا نووسلف (Kostya Novoselov) موفق شدند گرافن را توليد کنند. جايزه‌ي نوبل فيزيک سال 2010 به خاطر توليد يک ماده‌ي دو بعدي به اين دو محقق تعلق گرفت. گرافن کاربردهاي بسياري در حوزه‌هاي ساخت ترانزيستورها، ذخيره سازي داده‌ها، ذخيره‌سازي انرژي الکتريکي و ساخت ابزارهاي انعطاف پذير دارد. اين ماده تقريباً بدون رنگ است و رساناي خوب الکتريسيته و گرما مي‌باشد.
يکي ديگر از غرفه‌هايي که در کنگره‌ي جهاني موبايل حاضر بود، غرفه‌ي مؤسسه‌ي علوم فوتونيک (Institute of Photonic Sciences) در شهر بارسلونا بود. اين غرفه شايد دستاورد ملموسي را براي ارائه نياورده بود، اما متصديان آن قدم در يک پژوهش درازمدت گذاشته بودند که مي‌تواند آثار و نتايج بسيار مهمي براي تلفن‌هاي هوشمند داشته باشد. آن‌ها در حال کار بر روي مدارهايي هستند که به جاي الکترون، با فوتون‌ها فعال مي‌شوند، يعني مدارهاي مجتمع بر فوتون.
البته چشم‌اندازي که درباره‌ي مدارهاي فوتونيک وجود دارد هنوز به خوبي روشن نيست و آينده معلوم مي‌کند که آيا اين مدارها جايگزين مدارهاي الکتروني مي‌شوند يا نه. اما مؤسسه‌ي علوم فوتونيک در کنار اين روند پژوهشي موفق به ساخت يک آشکارساز نيز شده‌اند. آن‌ها توانسته‌اند با استفاده از گرافن و نقاط کوانتومي، يک آشکارساز شفاف و قابل انعطاف بسازند. سال گذشته محققان اين مؤسسه يک آشکارساز مبتني بر گرافن ساخته بودند که قادر بود نور جذب شده را در زمان کمتر از 50 فمتوثانيه به ولتاژ لکتريکي تبديل کند. همچنين آن‌ها در چهار سال گذشته موفق به ساخت ترکيبي از گرافن و نقاط کوانتومي شده بودند که در آن زمان عقيده داشتند مي‌تواند در تکنولوژي سيستم‌هاي ديد در شب خودکار بسيار کارآمد باشد.
مي‌توان حدس زد که ارتباطي ميان اين دو فناوري که ذکر شدند و آشکارسازي که در کنگره‌ي بارسلونا ارائه شد وجود دارد. اما سازندگان اين آشکارساز هنوز مقاله‌ي مفصل و با جزئياتي درباره‌ي آن ننوشته‌اند. اين آشکارساز کاملاً شفاف و منعطف است و شکل ظاهري‌اش بيشتر شبيه به يک تکه طلق است. اما يکي از کاربردهاي جالبي که سازندگان آشکارساز نوري برايش يافته‌اند، سنجش ضربان قلب از طريق انگشت دست است. درباره‌ي سازوکار اين اپليکيشن بايد گفت هنگامي که انگشت دست روي آشکارساز نوري قرار مي‌گيرد، انگشت به عنوان يک مدلاتور يا مدل ساز نوري عمل مي‌کند. همزمان با پمپاژ قلب و خون رساني به نوک انگشت دست، نور دريافتي توسط آشکارساز دچار تغيير مي‌شود. با ثبت مداوم تغييرات، آشکارساز مي‌تواند الگوي تپش قلب را تشخيص دهد و شرايط ضربان قلب را روي صفحه‌ي نمايش موبايل نشان دهد.
اين فناوري بسيار مفيد و کارآمد است و مي‌تواند الهام بخش بسياري از شرکت‌هاي تويدکننده‌ي محصولاتي مبتني بر گرافن باشد. البته سازندگان اپليکيشن ضربان قلب آن را به قصد يافتن بازار مصرف و ارائه به حجم زيادي از کاربران طراحي نکرده‌اند، بلکه هدفشان نشان دادن قابليت‌هاي جالب آشکارساز نوري که ساخته بودند و ارائه‌ي آن به دنياي فناوري بود. البته به عقيده‌ي بسياري از بازديدکنندگان اين غرفه، اپليکيشن نمايشگر ضربان قلب آنقدر جالب هست که افراد دوست داشته باشند آن را روي تلفن‌هاي همراه خود نصب کنند. ممکن است در آينده بتوان با استفاده از اين آشکارساز نوري اپليکيشن‌هاي ديگري که مرتبط با پزشکي و سلامت افراد باشند طراحي کرد.
مي‌توان گفت گرافن ماده‌ي نوظهوري است که مي‌تواند انقلاب تازه‌اي را در دنياي الکترونيک به راه اندازد. پژوهش‌ها نشان مي‌دهند گرافن مي‌تواند جايگزين خوبي براي سيليکون در ساخت تراشه‌هاي الکترونيکي باشد و همچنين مي‌تواند در ساخت نانولوله‌ها به کار رود. تا امروز نانولوله‌ها اغلب از جنس کربن ساخته مي‌شدند. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که گرافن را در ساخت باتري‌ها نيز مي‌توان به عنوان ماده‌اي در کنار سيليکون به کار برد تا ظرفيت باتري بالا رود.
منبع:
منابع مفید: