تازه های دنیای علم و فناوری [به جز اختراعات و اخبار کنکور]

[aligol172]

سال هاست که لیگ برتر فوتبال کشورمان همانند بسیاری از دیگر کشورهای جهان مشکلاتی دچار است که اشتباه داوران آن را رقم می زند. این در حالی است که مسوولان طراز اول فوتبال دنیا در تلاش هستند تا با استفاده از دستاوردهای نوین فناوری های برتر، اشتباه های داوری را به حداقل رسانده و تنش های حاکم بر زمین و تماشاگران را کاهش دهند.
به گزارش خبرگزاری مهر، فوتبال طی دو دهه گذشته وارد دوران نوینی از حیات خود شده است، اما حوادث جنجال برانگیز متعدد و بعضاً سرنوشت ساز در زمین های فوتبال به وقوع پیوسته و تعدد آنها، همزمان با توسعه دانش های نوین موجب شده است تا مقام های عالی رتبه فیفا، یوفا و دیگر نهادهای مرتبط با فوتبال روز دنیا به فکر کاهش خطاهای داوری در تعیین سرنوشت بازی ها بیفتند.نقطه آغازین چنین جنجال هایی به جام جهانی ۱۹۸۶ و گل بحث برانگیزی بازمی گردد که مارادونا با دست به ثمر رساند و آن را «دست خدا» نامید و حتی خود به ناعادلانه بودن آن اعتراف کرده است. در آن سال ها، فناوری های تصویربرداری به مرحله یی قابل توجه از رشد و توسعه رسیده بود، با این حال حتی اگر آن اتفاق در زمان حال نیز روی می داد، باز هم امکان داشت داور در تصمیم گیری دچار خطا شود.با این حال نکته مهم این است که در مقایسه با دو دهه گذشته، فناوری های کاربردی در میدان های فوتبال و کمک رسان به داوران تغییرات قابل توجهی داشته است که نتیجه آن همکاری و نزدیکی اعضای گروه داوری و کاهش نسبی خطاهای داوری بوده است.
● تجهیز داوران به گوشی و میکروفن
یکی از بارزترین تکنیک های نوین ارائه شده در این زمینه ابداع سیستمی نوین برای برقراری ارتباط مستقیم میان داور و کمک هایش است. در این تکنیک نوین که هم اکنون در بسیاری از کشورهای صاحب فوتبال جهان به کار گرفته شده است، داوران به میکروفن و گوشی ویژه یی مجهز شده اند که با استفاده از آن می توانند در طول ۹۰ دقیقه بازی به تبادل مشاهده های لحظه یی خود از نقاط مختلف زمین و حوادث روی داده در آن بپردازند.بررسی های آماری دقیقی که طی ماه های اخیر در اروپا به عمل آمده است، حاکی از تاثیرگذاری قابل توجه این تکنیک نوین بر تصمیمات داوری و کاهش قابل توجه خطاها در تصمیم گیری ها بوده است.هم اکنون سیستم ارتباطی مستقیم رادیویی در کشورهای صاحب فوتبال، جزء جدایی ناپذیری از این ورزش شده است.این سیستم به گونه یی ارائه شده است که تنها میان چهار داور تشکیل دهنده تیم داوری قابل استفاده است و با توجه به کارایی آن در قالب یک مدار بسته، هرگز توسط سیستم های تلویزیونی قابل ردیابی نخواهد بود.با این حال و به رغم استفاده از چنین سیستم ارتباط مستقیمی، خطا در داوری فوتبال همچنان در قالب مساله یی بحث برانگیز خودنمایی می کند که گاه تا چندین هفته و حتی یک ماه در قالب سوژه داغ خبری باقی می ماند. در این میان بحث رد شدن یا نشدن توپ از خط دروازه یکی از چالش برانگیزترین مسائل بود که به نظر می رسد با استفاده از نوعی تکنیک نوین در آستانه سپرده شدن به تاریخ باشد.
● به کارگیری فناوری در تولید توپ های هوشمند
در این فناوری نوین که فناوری خط دروازه نام دارد، ریزکابل هایی به قطر تنها دو میلی متر در عمق ۱۵ تا ۲۰ سانتی متری زیر خط دروازه کاشته می شود و میدان مغناطیسی تعبیه شده در این سیستم، اطلاعاتی را به تراشه های نصب شده در توپ فوتبال ارسال می کند.زمانی که توپ مخصوص این سیستم که آن را «توپ هوشمند» می نامند، کاملاً از خط دروازه عبور کند، پیامی تحت عنوان «Goal» در صفحه ساعت داور پخش می شود و در این صورت داور می تواند با قاطعیت رد شدن توپ از خط دروازه در میان تراکم بازیکنان را تایید کند.البته این فناوری هنوز رسماً در میادین فوتبال به کارگرفته نشده است، اما بروز حوادث و اشتباه های داوری نظیر مردود اعلام شدن گل های صحیح یا پذیرش اشتباهی یک گل ناصحیح مقامات عالی رتبه فوتبال را بر آن داشته تا به فکر استفاده از این فناوری نوین بیفتند.با این حال هیجان، سرعت و وسعت ذاتی فوتبال همواره جای خطا در داوری را برای این ورزش پرطرفدار توجیه می کند، اما تلاش محققان بر این است تا سطح این اشتباه ها به پایین ترین میزان ممکن برسد.
● ردیابی مسیر توپ با ۶ دوربین متصل به رایانه و انتقال آن به داور
یکی دیگر از فناوری های نوین که امروزه در زمین های فوتبال از آن استفاده می شود «چشم باز» است. چشم باز (Hawk Eye) نام برنامه یی است که قادر به ردیابی مسیر حرکت توپ است و اطلاعات مربوط به آن را به داور منتقل می کند.
تکنولوژی چشم باز با استفاده از بیش از شش دوربین متصل به رایانه که در اطراف زمین مسابقه نصب شده است، مسیر توپ را پیگیری کرده و با ترکیب تصاویر به دست آمده توسط شش دوربین مسیر سه بعدی دقیقی از حرکت توپ را به داوران ارائه خواهد کرد.
این سیستم برای اولین بار در سال ۲۰۰۱ و به منظور پوشش تلویزیونی حوادث ورزشی مانند کریکت و تنیس تولید شد. سپس از سال ۲۰۰۶ استفاده رسمی از این تکنولوژی در داوری مسابقه های تنیس و کریکت و دیگر مسابقات رواج یافت. به دلیل دقت بالای این تکنولوژی و تاثیر بالای آن در تصمیم گیری دقیق داوران، اخیراً استفاده آزمایشی از این تکنولوژی در مسابقات فوتبال نیز آغاز شده است. چشم باز با استفاده از دوربین پر سرعتی که خط دروازه را نشانه رفته است، در ثانیه ۶۰۰ فریم عکس از خط دروازه به ثبت رسانده و تصاویر را به رایانه های پردازشگر ارسال می کند.
رایانه ها پس از آنالیز اطلاعات به دست آمده، نتیجه عبور قطعی توپ از خط یا عدم آن را به گوشی داور یا نمایشگری که به مچ وی بسته شده است، ارسال خواهند کرد.
● تلاش برای بهبود عملکرد داوران
به گزارش مهر، نرم افزار SportCode نرم افزاری است که توسط شرکت Sportstec و به منظور افزایش دقت و سرعت عملکرد داوران فوتبال تهیه شده است.به گفته این شرکت، نرم افزار فوق به سفارش فدراسیون بین المللی فوتبال (فیفا) به منظور تحلیل عملکرد داوران فوتبال طراحی و ساخته شده است. فیفا از این نرم افزار برای تحلیل تصمیم های اتخاذ شده توسط داوران و مکان قرارگیری آنها در هنگام اخذ تصمیم استفاده می کند تا امکان ارائه جای گیری بهتر داور هنگام تصمیم گیری و احتمال تاثیر احساسات یا فشار بازی بر تصمیم وی را مورد بررسی قرار دهد. این سازمان همچنین از نرم افزار SportCode برای ردیابی حرکات داوران در اطراف زمین استفاده می کند تا بتواند میزان مسافت پوشش داده شده توسط داور، میزان ضربان قلب و تناسب مورد نیاز برای انجام این مسوولیت خطیر در سطح بین المللی را تجزیه و تحلیل کند.
بیشتر داوران می توانند در عرض ۹۰ دقیقه، ۱۰ کیلومتر را بدوند. فیفا با استفاده از این نرم افزار قصد دارد توانایی داوران را در دو سرعت در مسافت ۵ در ۷۰ متر در عرض سه دقیقه و میزان دقت وی پس از طی این مسافت در مدت زمانی کوتاه را بررسی کند.
بر اساس گزارش سایت Onthepitch، فیفا در نهایت قصد دارد با استفاده از این تکنولوژی سطح عملکرد داوران شامل دقت، سرعت و توانایی آنها در سطح بین المللی را افزایش دهد.
● استفاده از امواج مایکروویو برای ردیابی بازیکنان و توپ
شرکت آلمانی «Cairos Technologies» یکی از شرکت هایی است که برای افزایش دقت داوری در طول چند سال گذشته، سیستمی دقیق را طراحی و ارائه کرده است که با دقتی بالا، لحظه های چالش برانگیز را ثبت می کند.با نصب آنتن هایی دور تا دور زمین بازی، این سیستم می تواند موقعیت، سرعت و قدرت ضربه های هر بازیکن را با استفاده از امواج مایکروویو ردگیری کند.این امواج توسط کارت های کوچک موجود در ساق بند بازیکنان فرستاده می شود و به وسیله آنتن ها جذب می شود. توپ فوتبال نیز به این فرستنده امواج مجهز است و به واسطه آن جایگاه، شتاب و میزان چرخش توپ برای داوران مشخص خواهد شد. به گفته مسوولان شرکت Cairos Technologies حتی زمانی که توپ در پشت سر بازیکنی قرار گرفته باشد، این سیستم قادر به ردیابی آن خواهد بود.
امواج مایکروویو سپس از طریق آنتن ها به رایانه یی مرکزی فرستاده می شود که قادر است همزمان با وقوع حوادث مختلف طی بازی آنها را تحلیل و بررسی کند.
سپس اطلاعات به دست آمده به گیرنده کوچکی که روی مچ داور بسته می شود، ارسال شده تا در صورت وجود مشکل یا خطایی که توسط وی دیده نشده است، بازی متوقف شود.تا به حال بسیاری از لیگ های بین المللی فوتبال برای استفاده از این تکنولوژی اشتیاق نشان داده و آن را مورد استفاده قرار داده اند و به نظر می رسد استفاده از آن توانسته است درصد بالایی از اشتباه های داوری را کم کند.

[aligol172]

آشکارسازهای آنالیز که در میکروسکوپ های الکترونی استفاده می گردد، انواع مختلفی دارند. در این مقاله سعی شده است به صورت اجمالی مزایای نسبی آشکارسازهای موجود، مورد بررسی قرار گیرد. این آشکارسازها عبارتند از: EDAX) EDS،(WDX) WDS ،AES (اوژه) و EELS که به شرح زیر بررسی می شوند:
▪ آنالیز سریع و راحت (در هر بار آزمایش) (بدلیل بزرگی زوایة فضایی آشکاساز و جمع آوری همة پرتوهای X با انرژی مختلف دریک زمان)
▪ آنالیز کیفی (خطوط نزدیکتر از ev ۲۰۰ ۱۰۰ قابل آشکارسازی نیستند) (علاوه بر درهم رفتن دو پیک مجاور نسبت ارتفاع پیک ها به زمینه خیلی خوب نیست)
▪ ارتفاع پیک به زمینه نامناسب (برای استفاده در اندازه گیری های کمی) (به دلیل پارازیت های الکترونی موجود در آشکارساز)
▪ محدودیت عنصری (Na به بالا یا B به بالا) (به دلیل جذب فوتون های کم انرژی توسط پنجره ها)
▪ مشکلات سرد بود دائم آشکارساز (شارژ دائمی نیتروژن مایع)
▪ در برخی نمونه ها (تقریباً مشخصند) پیک های نویزگونه (نویز مجموع دو فوتون و نویز گریزKeV ۷۴/۱ E ) وجود دارد که تشخیص این پیک های نویزی نیازمند تجربة تحلیلگر یا قدرت نرم افزار تحلیل کننده دارد.
▪ امکان تهیة همزمان نقشه های چندگانه (در WDS یگانه) از چند عنصر در یک ناحیه (بر خلاف WDS)
▪ تنها آشکارسازی که بر روی TEM و STEM قابل نصب است (البته به شرطی که این مسالة در هنگام طراحی TEM و لنزها در نظر گرفته شده باشد) (به دلیل تعداد بسیار کم فوتون های X و راندمان بسیار بالاتر آشکارسازی نسبت به WDS) (از مزایای نصب EDS بر روی TEM به جای SEM بالا رفتن تفکیک پذیری نقشة به دست آمده از فوتون های X (تا ۱۰ نانومتر هم می تواند باشد در حالی که در SEM بهتر از ۱ نمی تواند باشد)
▪ سرعت نسبتاً کند ( به دلیل کوچکی زاویة فضایی آشکارسازی و جمع آوری فقط یک طول موج در آن واحد و در نتیجه لزوم جمع آوری دیتا در تمام زوایای ممکن)
▪ آنالیز کمی با دقت بالا:
ـ تیز بودن پیک ها (تشخیص عناصر با انرژی فوتون X نزدیک به هم و نادر بودن همپوشانی پیک های مجاور)
ـ زیاد بودن نسبت ارتفاع پیک به زمینه (اندازه گیری کمی غلظت عناصر با دقت خوب ۱۰ برابر EDS)
▪ لزوم مهندسی دقیق در طراحی دستگاه به دلایل:
ـ حساسیت بالای قدرت سیگنال فوتو نهای X به جابجایی و خروج میکرومتری نمونه از دایرة رولاند (در نتیجه برای به دست آوردن نقشة شیمیایی نواحی بزرگتر از ۵ × ۵ باید نمونه جابه جا شود نه باریکة الکترونی)
ـ لزوم دقت تنظیم زوایای و ۲ با دقت بهتر از ۱ دقیقه برای تشخیص خطوط نزدیک به هم
ـ عدم محدودیت آشکارسازی عنصری (به شرط امکان استفاده از چند کریستال، با ثابت شبکه مختلف، در هنگام آنالیز طیفی) (به دلیل محدودیت های عملی در طراحی مکانیکی دستگاه در چرخش های زیاد)
سرعت معقول آشکارسازی هنگامی که نوع عنصر را از قبل بدانیم (برای آنالیز کمی و نقشه عنصر مربوطه) (چرا که زاویة در مقدار خاصی ثابت نگه داشته می شود و از طرفی سرعت آشکارسازی تعداد فوتون ها توسط آشکارسازگازی WDS زیاد است)
تفکیک پذیری غلظتی بهتر از EDS است (%۰۵/۰ در برابر % ۱/۰)
توجه
۱) دستگاه مخصوصی در بازار وجود دارد (EPMA) که برای آنالیز حرفه ای نمونه های متعدد طراحی شده است.
۲) آنالیزگرهای پرتو X هر دو (EDS و WDS) این مشکل را دارند که برای نمونه های ناهموار خیلی مناسب نیستند چرا که بلندی ها بعضاً جلوی رسیدن فوتون های X جاهای گود را می گیرند.
۳)در برخی ازموارد هر دو آشکارساز بطور همزمان بر روی دستگاه نصب میشود .
نیاز به خلأ بالا (torr ۸ ۱۰ )، آسیب دیدگی نمونه های حساس (برخی ترکیبات آلی و بیولوژیک)
می تواند به عنوان آشکارسازی روی SEM نصب شود و نقشة شیمیایی سطح را با دقت عرضی ۱۰۰ نامتر (۱۵ نانو متر در FEAES) و دقت عمقی ۳ نانومتر به دست دهد.
زمان آنالیز کامل طیفی هر پیکسل حدود ۵ دقیقه
قابلیت تشخیص همة عناصر و ترکیبات شیمیایی آنها (به جز هلیم و هیدروژن) با دقت غلظتی ~ % ۳۰ تا % ۱۰ (و به روایت Evans %۱ تا % ۱/۰ )
در TEM نصب می شود چرا که الکترون های عبوری مورد بررسی قرار می گیرند و ضخامت نمونه باید کمتر از ۱۰۰ نانومتر باشد.
برای عناصر سبک مناسبتر است.
سرعت نسبتاً کمی دارد ولی استفاده از آشکارسازهای آرایه ای (چیزی شبیه CCDها) این مساله را کمرنگ می کند.
برای آنالیز کمی نیاز به زمان بالای جمع آوری اطلاعات دارد (برای کافی شدن آمار الکترونی)
در صورت کافی بودن آمار آشکارسازی الکترون ها ضخامت نمونه و ترکیب شیمیایی عناصر (علاوه بر نوع عنصر و غلظت آن) هم قابل تعیین است.

[aligol172]

مواد هوشمند به آن دسته از مواد گویند که می توانند محیط و شرایط اطراف خود را درک نمایند و به آن واکنش نشان دهند. هم اکنون فلزات و کامپوزیت های هوشمند در موارد بسیاری کاربرد و جایگاه خود را در صنعت پیدا کرده اند.
مواد هوشمند به آن دسته از مواد گویند که می توانند محیط و شرایط اطراف خود را درک نمایند و به آن واکنش نشان دهند. هم اکنون فلزات و کامپوزیت های هوشمند در موارد بسیاری کاربرد و جایگاه خود را در صنعت پیدا کرده اند. برای مثال امروزه از فلزی به نام نیتینول (ترکیبی از نیکل و تیتانیوم) در ساخت فریم عینک ها استفاده می شود که بعد از خم شدن مجدد به شکل اولیه بر می گردد و سبب می شود که شکل فریم عینک همیشه مانند روز اولی باشد که خریداری شده است. این تنها یک مثال از این دسته مواد است که حاصل تحقیقات ناسا می باشد. در حال حاضر کامپوزیت های حافظه دار به دو دسته فلزی (آلیاژی) و پلیمری تقسیم می شوند. در اینجا به نحوه عملکرد نیتینول به عنوان یک آلیاژ حافظه دار و نیز کاربرد آن در زندگی روزمره اشاره می کنیم.
قبل از هر مطلب لازم است که متذکر شویم که آلیاژهای حافظه دار دو ویژگی دارند: یکی اینکه آنها تا حدودی الاستیک هستند و دیگر آنکه حافظه دار هستند یعنی قابلیت ذخیره سازی انرژی مکانیک و نیز آزاد سازی آن را دارا هستند. درست مانند آب که در دماهای مختلف از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود این دسته از فلزات نیز به علت اینکه مولکول ها در آنها قابلیت چیده مان مجدد دارد (البته آنچه که باعث می شود تا مولکول ها در کنار هم باقی بمانند و حالت جامد را حفظ کنند متفاوت است) قابلیت بازگشت به شکل اولیه را دارند. حال ببینیم این فلزات حافظه دار چگونه عمل می کنند: عاملی که سبب تغییر شکل فلز و یا بازگشت به شکل اولیه خود می شود، اختلاف ساختار مولکولی در هر فاز است. در شکل پایین سمت چپ، فلز حافظه دار را در حالتی که شکل اولیه خود را در دمای اتاق دارد را نشان می دهد. زمانی که بار اعمال می شود فلز تغییر شکل می دهد. سپس به محض برداشته شدن باز و کمی گرما مولکول ها به شکل یک ساختار سخت در می آیند به گونه ای که به یک ساختار با شبکه ای متفاوت مبدل می شوند. اما هنوز وضعیت قرارگیری مولکولی معمولی است و همان ساختار فیزیکی در مقیاس ماکرو وجود دارد.
با توجه به اینکه این دسته از فلزات زیست سازگار (سیستم ایمنی به آنها عکس العمل نشان نمی دهد) هستند و از ویژگیهای مکانیکی قابل قبولی (مقاوم در برابر خوردگی) برخوردار هستند در ساخت ایمپلنت ها و پلیت های (کاشتنی ها) ارتوپدی در موارد شکستگی ها قابل استفاده هستند. شاید بدانید که در شکستگی های استخوان های صورت از پلیت های ویژه ای استفاده می شود تا استخوانهای صورت را طی دوره شکستگی در کنار هم نگه دارد. در گذشته از پلیت هایی از جنس استیل برای این کار استفاده می شده است . در ابتدا ممکن است که استخوان درست لب به لب هم و در کنار هم قرار گیرند اما به مرور این وضعیت از دست می رود که در نهایت سبب به تاخیر افتادن جوش خوردن شکستگی می شود. با ظهور آلیاژ های حافظه دار و کاربرد آنها در ساخت پلیت ها این مشکل رفع شده است. امروزه جراحان از فلزهای حافظه دار به جای استیل استفاده می کنند به این طریق که ابتدا فلز را کمی سرد می کنند و سپس در محل نصب می کنند. در اثر دمای بدن مقداری فلز گرم می شود و به این طریق پلیت فشار لازم جهت در کنار هم نگهداشتن قطعات شکستگی را حفظ می کند و سبب می شود تا استخوان در حداقل زمان ترمیم شود.
مشکلی که در طراحی این نوع پلیت ها وجود داشت مربوط به تنظیم فشار مناسب و مطلوب است. برای مثال اینکه چه مقدار فلز باید تغییر شکل داده شود تا کشش لازم را ایجاد کند خود جای بررسی دارد. در اینجاست که فناوری نانو وارد عرصه شده تا به تغییر نحوه قرار گیری اتم ها در ترکیبات کمک کند. هم اکنون گروه های تحقیقاتی در حال انجام مطالعه بر روی این تنظیم این مکانیزم با کمک فناوری نانو می باشند.

[aligol172]

به تازگی یک شرکت خودروسازی اتومبیلی طراحی و تولید کرده است که علاوه بر حرکت روی زمین، در زیر آب نیز می تواند به حرکت خود ادامه دهد. ساخت اتومبیل هایی با توانایی های ویژه، از زمان اولین اتومبیل ها در ذهن تولیدکنندگان و مصرف کنندگان شکل گرفت که یکی از آخرین دستاوردها در این حوزه ساخت خودرویی است که می تواند در زیر آب نیز حرکت کند. این خودرو که اسکوبا نام دارد، می تواند در عمق ده متری از سطح آب با سرعت ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت و در سطح آب نیز با سرعت پنج کیلومتر بر ساعت حرکت کند. این خودرو مجهز به ماسک هایی است تا سرنشینان آن بتوانند در زیر آب به آسانی تنفس کنند، در عین حال برای ایمنی بیشتر، این خودرو بدون سقف است تا سرنشینان بتوانند در صورت روی دادن هر گونه پیشامدی یا وقوع وضعیت های نامنتظره به آسانی از خودرو خارج شوند. این خودرو کاملاً الکتریکی است و برای تولید نیروی محرکه، از سه موتور الکتریکی و باتری لیتیوم قابل شارژ استفاده می کند. به همین مناسبت نگاهی داریم به مشخصات فنی این خودرو.
آنهایی که ششم تا شانزدهم مارس ۲۰۰۸ (اسفند سال گذشته) از نمایشگاه خودروی ژنو سوئیس بازدید کردند، خودروی زیبایی توجه آنان را به خود جلب کرد و خاطره خودروهای عجیب و شگفت انگیز جیمز باند را یک بار دیگر به یاد آورد. جیمز باند در فیلم «جاسوسی که عاشقم بود» خودرویی داشت که می توانست زیر آب نیز حرکت کند. هر چند در آن زمان (سال ۱۹۷۷) چنین رویایی واقعیت نداشت و کارگردان با استفاده از فنون جلوه های ویژه، رویای آن را روی پرده سینما، رنگ واقعیت بخشید، اما امروزه چنین خودرویی واقعاً وجود دارد. این خودرو که اسکوبا نام دارد، اولین خودرویی است که هم می تواند روی سطح زمین و هم در زیر آب حرکت کند. ایده اولیه ساخت چنین خودرویی زمانی در ذهن طراح و سازنده آن نقش بست که فیلم جیمز باند را دید. وی می گوید؛ پس از آنکه در فیلم خودرویی را دیدم که در زیر آب حرکت می کرد، به فکر افتادم چنین خودرویی را بسازم و سه دهه از عمرم را روی این کار گذاشتم و اکنون خوشحالم که چنین رویایی به واقعیت پیوسته است.
مهم ترین ویژگی این خودرو داشتن موتور درون سوز و موتور الکتریکی است. هنگامی که خودرو در سطح زمین حرکت می کند، موتور درون سوز آن فعال است و هنگامی که به درون آب می رود، به دلیل نبود اکسیژن لازم برای احتراق سوخت، موتور الکتریکی آن فعال می شود. مهم ترین ویژگی این خودرو آن است که می تواند همانند یک زیردریایی در زیر آب حرکت کند تا راننده و سرنشینان بتوانند در یک سفر دریایی، از تماشای مناظر عمق آب لذت ببرند. از دیگر ویژگی های این خودرو می توان به طراحی زیبا و منحصر به فرد آن اشاره کرد. این خودرو بدون سقف است تا راننده و سرنشینان در صورت بروز هر واقعه احتمالی به آسانی از آن خارج شوند.
Rinspeed شرکت سازنده این خودرو برای آنکه بتواند خودرو را برای حرکت در درون آب سازگار کند، ترفندهایی به کار برده است، از جمله اینکه روکش صندلی ها از الیاف ویژه یی ساخته شده است که به کندی خیس می شود، در عین حال پس از خیس شدن چندان هم سنگین تر نمی شود.
داشبورد خودرو نیز از جنس آلومینیوم ساخته شده است و تمام کلیدها و دگمه های هدایت خودرو با یک لایه از پلاستیک پوشانده شده است، به طوری که آب نمی تواند در آن نفوذ کند، بنابراین راننده می تواند در زیر آب به آسانی از آنها استفاده کند.
در عین حال کلیدها و دگمه ها طوری طراحی شده اند که راننده حتی با دستکش غواصی هم می تواند از آنها استفاده کند. هر چند این خودرو نیز از سوخت های متداول استفاده می کند، اما هنگام حرکت در زیر آب از موتور الکتریکی استفاده می کند و در نتیجه در زیر دریاچه آلودگی تولید نمی کند. دلیل استفاده از موتور الکتریکی برای حرکت در آب دشواری های مربوط به تامین اکسیژن لازم برای سوختن سوخت و همچنین چگونگی طراحی لوله اگزوز بود (که برای جلوگیری از ورود آب، حتماً باید بالای سطح آب باشد). موتور درون سوز این خودرو ۷۲ اسب بخار و حداکثر سرعت آن در خشکی ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت است، اما در زیر آب با سرعت ۵ کیلومتر بر ساعت حرکت می کند. این خودرو دارای دو مخزن هوای فشرده است که هوای لازم برای تنفس راننده و سرنشین دیگر را فراهم می کند. داشبورد این خودرو علاوه بر داشتن صفحه کیلومترشمار، صفحه نمایشگر عمق، میزان اکسیژن باقی مانده در مخزن ها و میزان شارژ باتری لیتیوم خود را نیز دارد. به این ترتیب امروزه هر کسی می تواند سوار بر خودروی اسکوبا، یاد و خاطره خودروی Lotus Esprit جیمز باند را زنده کند. فرانک ریندرتخت طراح و سازنده این خودرو می گوید اکنون ماشین جیمز باند (که زمانی فقط روی پرده سینماها وجود داشت) رنگ واقعیت گرفته است.
گفتنی است Rinspeed شرکت سوئیسی سازنده این خودرو، پیش از این نیز ابداع های بسیاری در زمینه ساخت خودروهای جالب داشت که از جمله آنها می توان از خودروهای پرنده و خودروهای تشخیص دهنده صدای انسان نام برد. به گفته شرکت سازنده، ساخت اولین نمونه این خودرو حدود ۵/۱ میلیون دلار هزینه داشته است. هر چند که در صورت تولید صنعتی این خودرو، از هزینه های تمام شده کاسته می شود، اما در هر صورت با توجه به قیمت بالای آن، بعید است بتواند تقاضای مردم عادی را برای خرید جلب کند. شاید این خودرو برای همیشه اسباب بازی ثروتمندان باقی بماند.

[aligol172]

در سالهای اخیر کاربردهای زیست فناوری و پزشکی فناوری میکرو ونانو (که معمولا از آن به عنوان سیستم های میکروی الکتریکی مکانیکی پزشکی یا زیست فناوری (BioMEM) ۱ نام برده می شود) به صورت فزاینده ای رایج شده است و کاربردهای وسیعی همچون تشخیص و درمان بیماری و مهندسی بافت پیدا کرده است. در حین این که تحقیقات و گسترش فعالیت در این زمینه هم چنان به قوت خود باقی است، بعضی از این کاربردها تجاری هم می شود. در مورد خود سنسور مقالات زیادی در همین تالار گفتگو میکرورایانه وجو.د دارد علاقمندان به تالارهای سخت افزار و الکترونیک و همچنین تالار رباتیک مراجعه کنند. در این مقاله پیشرفت های اخیر در این زمینه را مرور کرده و خلاصه ای از جدیدترین مطالب در حوزه BioMEM را با تمرکز روی تشخیص و حسگرها ارائه می شود.
● بیوسنسور ها
در کاربردهای بسیاری در پزشکی، تحلیل محیطی و صنایع شیمیائی نیاز به روشهایی جهت حس کردن مولکولهای زیستی کوچک وجود دارد. حس های بویایی و چشایی ما دقیقا همین کار را انجام می دهد و سیستم ایمنی بدن میلیونها نوع مولکول مختلف را شناسائی می کند. شناسائی مولکولهای کوچک تخصص بیومولکولها است، لذا اینها شیوه جدید و جذابی برای ساخت سنسورهای خاص را پیش رو قرار می دهد. دو مولفه اساسی در این راستا وجود دارد. المان شناساگر و روش هایی برای فراخوانی زمانی که المان شناساگر هدف خودش را پیدا می کند. اغلب المان شناساگر تحت تاثیر منبع زیست فناوری تغییر نمی کند. مشکل اصلی در این کار طراحی یک واسطه مناسب به یک وسیله بازخوانی بزرگ است.
از آنتی بادی ها به صورت گسترده به عنوان بیوسنسور استفاده می شود. آنتی بادی ها بیوسنسورهای پیشتاز در طبیعت است، به همین دلیل توسعه تستهای تشخیصی با استفاده از آنتی بادیها، یکی از زمینه های بسیار موفق در بیوفناوری است. شاید آشناترین مثال تست ساده ای است که برای تعیین گروه خونی استفاده می شود.
بوسنسورهای گلوکز از موفق ترین بیوسنسورهای موجود در بازار است. بیماران مبتلا به دیابت نیاز به شیوه های مرسوم جهت پایش سطح گلوکز خود دارد. سنسورهای قابل کاشت و غیر تهاجمی در حال توسعه است، اما در حال حاضر در دسترس ترین شیوه بیوسنسور دستی است که یک قطره از خون را تحلیل می کند.
● تعریف BioMEM
از زمان آغاز سیستم های MEM در اوایل دهه ۱۹۷۰، اهمیت کاربردهای پزشکی این سیستم های مینیاتوری درک شد. BioMEM ها در حال حاضر یک موضوع بسیار مهم است که تحقیقات بسیاری در زمینه آن انجام شده است و کاربردهای پزشکی مهم بسیاری دارد. در حالت کلی می توان BioMEM ها را به عنوان "دستگاه ها ( وسایل) یا سیستم هایی ساخته شده با روش های الهام گرفته شده از ساخت در ابعاد میکرو /نانو، که برای پردازش، تحویل ۲، دستکاری۳، تحلیل یا ساخت ذرات ۴ شیمیائی و بیولوژیک استفاده می شود"، تعریف کرد. این وسایل و سیستم ها همه واسطه های علوم زندگی و ضوابط پزشکی با سیستم های با ابعاد میکرو و نانو را شامل می شود. حوزه های تحقیقات و کاربردها در BioMEM از تشخیص بیماری ها مانند میکرو آرایه های پروتئینی و DNA، تا مواد جدیدی برای BioMEM، مهندسی بافت، تغییر و اصلاح۵ سطح، BioMEM های قابل کاشت، سیستم هائی برای رهایش دارو و.... را شامل می شوند. وسایل و سیستم های فشرده ایی که از BioMEM ها استفاده می کنند، به عنوان "آزمایشگاه روی یک چیپ"۶ و سیستم های تحلیل تمام میکرو TAS ) µ یا (micro TAS ۷ نیز شناخته می شود.
● اصول مورد استفاده
BioMEM و وسایل مربوط می تواند با سه دسته از مواد ساخته شود که می توان آنها را به صورت زیر طبقه بندی کرد:
▪ میکرو الکترونیک و MEM ها،
▪ مواد پلاستیکی و پلیمری مانند Poly dimethylsiloxane (PDMS) و ... و
▪ مواد و ذرات بیولوژیک مانند پروتئین ها، سلولها و بافتها، ... .
روی مواد گروه اول به صورت گسترده هم از دیدگاه تحقیقاتی و هم از نقطه نظر کاربرد گزارش داده شده است و به صورت متداول و رایج در وسایل و دستگاهها و MEM ها استفاده قرار گرفته است. پردازش سیگنالهای BioMEM با استفاده از روش های پلیمری و لیتوگرافی نرم ۸ به خاطر سازگار پذیری زیستی زیاد و ساخت آسان ، کم هزینه و پیش نمونه سازی سریع۹ که در مورد مواد لاستیکی موجود است، بسیار جذاب است. استفاده از این مواد برای کاربردهای عملی به صورت مداوم در حال افزایش است. مواد مربوط به گروه سوم تقریبا بررسی نشده است. اما امکانات جدید و جالب بسیاری را ارائه می کند و مرز۱۰جدیدی میان BioMEM و بیو نانو فناوری به وجود خواهد آورد. برای مثال در مهندسی بافت و سلول که از فناوری میکرو و نانو الهام گرفته شده است و نیز برای توسعه ابزار و وسایلی برای فهم اعمال و توابع سلولها و بیولوژی سیستم ها، استفاده از روش های ساخت میکرو و نانو برای سنتز و ساخت مستقیم ساختار های زیست فناوری مانند اندام مصنوعی و وسایل هیبرید۱۱، طیف وسیعی از امکانات و فرصت ها را ارائه می کند. کاربردهایی مانند توسعه آرایه های بر پایه سلول ۱۲، مهندسی بافت و توسعه اندام های مصنوعی با استفاده از روش های ساخت در ابعاد میکرو ونانو، تنها شماری از امکانات بسیار وسیع و مهیج آن است.
● BioMEM و کاربردهای تشخیصی
تشخیص بزرگترین و کار شده ترین حوزه در BioMEM را تشکیل می دهد. تعداد زیاد و فزاینده ای از وسایل BioMEM برای کاربردهای تشخیصی توسعه یافته است و در طی چند سال اخیر به وسیله گروههای زیادی در مقالات ارائه شده است. روش های طراحی و ساخت این دستگاهها و نیز حوزه های کاربردی آنها به صورت قابل ملاحظه ای متفاوت است. به BioMEM برای کاربردهای تشخیصی گاهی Biochip هم گفته می شود. این دستگاهها برای تشخیص سلولها، میکرو ارگانیزمها، ویروس ها، پروتئین ها،DNA و اسید نوکلئیک های مربوطه و مولکول های کوچک که از نظر بیوشیمیائی مهم است، استفاده می شود.

[aligol172]

به نظر شما «یوهان سباستین باخ»، «سن نیکلاس» و اولین فرزند پسر فرعون «رامسس دوم» از نظر ظاهری چه وجه تشابهی با هم داشتند؟ یکی از محققان دانشگاه داندی با استفاده از کامپیوترهای پیشرفته، صورت این افراد را بازسازی کرده است. «کارولین ویلکینسون» دکتر انسان شناسی با استفاده از اطلاعات جمع آوری شده از بقایای انسانی و بازسازی چهره افرادی که سال ها پیش زنده بودند و هم اکنون تنها یادی از آنها باقی مانده است، گویی زمان گذشته را زنده کرده است. «ویلکینسون» در دانشگاه داندی، روی مدل سازی چهره کار می کند. وی روش های سنتی و مدرن را با هم تلفیق می کند، به این صورت که ابتدا با خاک رس روی کاسه سر گچی، چهره افراد را به صورت سه بعدی می سازد و سپس آن را به یک سیستم کامپیوتری منتقل می کند. «ویلکینسون» می گوید؛ «امروزه می توانیم با استفاده از اسکن سطوح سه بعدی یا سی تی اسکن از صورت دست ساز، به طور مجازی چهره سازی کرده یا چهره افراد را بازسازی کنیم و با افزودن ماهیچه یا جزییات دیگر، یک چهره کاملاً واقعی طراحی کنیم.»
● دیدن استخوان ها با فناوری
«ویلکینسون» برای توسعه کارهایش در زمینه چهره سازی یا مجسمه سازی، از فناوری های روز بهره می برد. به طور مثال برای کپی کردن از شیء مورد نظرش، از دستگاه های مربوط به اسکن تصاویر سه بعدی استفاده می کند.
البته این روش ها رایج و مرسوم شده و انیمیشن سازان و برخی هنرمندان نیز از این روش مدل سازی سه بعدی بهره می برند. سیستمی که «ویلکینسون» با آن کار می کند شامل یک قطعه بزرگ سخت افزاری و یک بازوی مکانیکی است که به انتهای آن یک قطعه خودکارمانند متصل شده است.
این بازوی مکانیکی همانند یک ماوس کامپیوتری عمل می کند، البته کلیدهای آن کمی متفاوت از ماوس است. این ابزار، بازخورد لامسه یی و حسی به کاربر می دهد، به این معنی که کاربر از طریق آن می تواند سطح مدل مجازی را که روی آن کار می کند، لمس کند. «ویلکینسون» می گوید؛ «استفاده از این ابزار، کاملاً شبیه کار کردن با دست نیست، بلکه بیشتر شبیه مجسمه سازی با ابزار است.» وی می افزاید؛ «اما حین مجسمه سازی مجازی می توان به همان روش واقعی شیء را لمس کرد.» دکتر «ویلکینسون» یکی از پیشگامان صنعت بازسازی چهره است و تاکنون موفق شده چهره یک جسد مومیایی شده مصری را که مربوط به سه هزار و ۸۰۰ سال پیش است، بازسازی کند. «ویلکینسون» ابتدا با اسکن کردن این جسد مومیایی با استفاده از سی تی اسکنر، ابعاد سه بعدی آن را وارد کامپیوتر کرده و سپس با یک کلیک ماوس، به راحتی از لایه های بیرونی جسد نظیر کاغذهای بسته بندی و پارچه های درون بدن آن رد شده و به بخش استخوانی آن رسیده است. اولین مرحله طراحی چهره مجازی، انجام چندین مرحله واقعی است؛ به طور مثال تخمین اندازه میخی که عمق پارچه یا دستمال درون بدن جسد را نشان می دهد. زمانی که مدل سازی توسط دست انجام می گیرد، میخ های چوبی توسط یک خط کش و چاقوی جراحی در مدل فرو می رود تا عمق بخش های مختلف را اندازه گیری کند؛ البته این کار توسط کامپیوتر با دقت بیشتری انجام می گیرد، اما خیلی سریع نیست.
● جبران زمان از دست رفته
موردی که زمان بازسازی چهره را به حداقل می رساند، استفاده از پایگاه داده یی است که از قبل، اطلاعات لازم برای ماهیچه های صورت یا جزییات اجزای دیگر نظیر گوش ها و بینی در آن جمع آوری شده است. در این صورت دیگر نیاز به خراشیدن قسمت های مختلف شیء مورد نظر نیست و به طور کلی کار سریع تر انجام می گیرد و در نهایت اضافه کردن ماهیچه، به صورت فرم می دهد. «ویلکینسون» می گوید؛ «ماهیچه صورت همه انسان ها از یک نوع است، اما از آنجا که فرم صورت هر فرد با فرد دیگر فرق می کند، شکل هر کدام از این ماهیچه ها در صورت افراد کمی متفاوت است.» وی حین کار، از ابزار لامسه یی برای فرم دادن و قالب گیری صورت استفاده می کند. «ویلکینسون» پس از فرم دادن قسمت های مختلف صورت مثل کره چشم، گوش ها، بینی و ماهیچه ها، پوست و مو به آن اضافه می کند. یکی از مزایای سیستم کامپیوتری که وی از آن برای طراحی چهره استفاده می کند، این است که می تواند لایه های روی صورت نظیر پوست، ماهیچه ها یا استخوان بندی را بردارد و دوباره طراحی کند.
در حالی که این کار در دنیای واقعی و به روش سنتی بسیار وقت گیر و طاقت فرسا است. وی می گوید؛ «ما می توانیم برخی مراحل کار را چندین بار تکرار کنیم، این کار در دنیای واقعی عملاً غیرممکن است زیرا زمانی که خاک رس را روی کاسه سر گچی می ریزیم، خیلی زود خود را می گیرد و باید سرعت عمل بالایی داشت.» از مزایای دیگر این سیستم و مهم ترین آن، آنالیز و تحلیل بقایای انسانی و مطالعه روی آنها است، بدون اینکه با آن برخورد فیزیکی داشت و در نتیجه آسیبی به این بقایای ارزشمند وارد نمی شود. «ویلکینسون» می گوید؛ «از آنجا که کار ما آسیبی به آثار باستانی نمی زند، به راحتی می توانیم روی آثار باستانی و اجساد مومیایی مصری تحقیق کنیم و بدون برداشتن پارچه های درون بدن شان، استخوان بندی آنها را ببینیم.» علاوه بر این، اطلاعات حاصل از سی تی اسکن این اجساد مومیایی، به سرعت و سهولت قابل انتقال بوده و می توان با خیال راحت آن را از یک طرف دنیا به طرف دیگر ای میل کرد. این روش بسیار آسان تر و امن تر از انتقال مجسمه یی است که از نسخه اصلی مدل سازی شده است.
«ویلکینسون» در این مورد می گوید؛ «این روش بسیار سازگارتر و انعطاف پذیرتر از شیوه سنتی است.» این فناوری همچنین به «ویلکینسون» امکان می دهد که در همه مراحل کار، دقت و ظرافت بیشتری به کار برد. این امر را می توان از مقایسه میان چهره بازسازی شده و چهره افراد زنده پی برد. وی معتقد است همین امر باعث شده افراد، بازخورد خوبی را در مواجهه با تصاویر کامپیوتری نشان دهند و با اشتیاق و علاقه با آن برخورد کنند. وی می گوید؛ «با استفاده از این فناوری ها، افراد قرن بیست و یکم می توانند نسخه یی از چهره افرادی را که دو یا سه هزار سال پیش زندگی می کردند، با چشم خود ببینند.»

[aligol172]

کشور هند با یک میلیارد نفر جمعیت، در حال هموار کردن راه خود به سوی عصر نانوتکنولوژی است. دولت هند در حال حاضر پیشگامی علوم و فناوری نانو را شروع نموده است. سازمان­های سرمایه­گذاری گوناگونی مثل وزارت علوم و فناوری ( DST ) و شورای کمک ­ های بلاعوض دانشگاهی ( (UGC ، برنامه­های تحقیقاتی زیادی در زمینه علوم نانو شروع نموده­اند. تحقیقات اصلی علوم نانو در مؤسسه­هایی مثل مؤسسة علوم هند (بنگلور) مؤسسة فناوری هند (مدرس، چنای، خاراگپور، بمبئی، دهلی نو)، مؤسسة مرکزی تحقیقات مهندسی الکترونیک (پیلانی)، دانشگاه پونا، آزمایشگاه فیزیک حالت جامد (دهلی) و مؤسسة تحقیقات بنیادی تاتا در حال انجام است. اخیراً مؤسسه­های دیگری نیز تحقیقاتی را در زمینه علوم و فناوری نانو آغاز نموده­اند. این مؤسسه­ها عبارتنداز: مؤسسة تحقیقات رامان (بنگلور)، آزمایشگاه ملی شیمی (پونا)، مؤسسه مرکزی تحقیقات شیشه و سرامیک (جاداوپور)، دانشگاه دهلی و دانشگاه حیدرآباد.
دولت هند، سه سال پیش برنامه ملی مواد هوشمند را با بودجة ۱۵ میلیون دلار برای ۵ سال با همکاری ۵ سازمان دولتی شامل ۱۰ مرکز تحقیقاتی در سراسر هند و با تمرکز اصلی روی فناوری MEMS شروع نمود. در این برنامه، موضوع نانومواد نیز مدنظر بوده و سرمایه­گذاری بیشتری برای گسترش آن انتظار می­رود. سال گذشته وزارت علوم و فناوری برنامة ملی نانوتکنولوژی را با هزینة ۱۰ میلیون دلار برای یک دورة سه ساله آغاز نمود. مؤسسة علوم هند( IISc ) مبلغ ۱ میلیون دلار به مرکز تحقیقات علوم نانو اعطا کرد. این مؤسسه به عنوان قطب علمی هند شناخته شده است.
نانوتکنولوژی در هند طیف وسیعی از موضوعات شامل MEMS ، سنتز و تعیین مشخصات نانوساختارها، تراشه­های DNA ، نانوالکترونیک (ترانزیستور، محاسبات کوانتومی و اپتوالکترونیک­)، نانومواد (نانولوله­های کربنی، نانوذرات، نانوپودر، نانوکامپوزیت) و غیره را پوشش می­دهد.
● دلایل موفقیت هند در عرصه فناوریهای نو
شبکة علوم، فناوری و تجارت هند نیز مانند چین در سراسر جهان گسترش دارد. هر چند یکی از مشکلات بازدارنده همکاری بین المللی با دانشمندان هندی و جامعة تجاری هند، مشکلات گرفتن ویزا برای اکثر کشورها می باشد، اما تکلم انگلیسی در هند، آن را برای دنیای غرب قابل دسترسی­تر نموده و باعث جذب بهتر سرمایه­گذاری­ها و فرصت­های همکاری بین­المللی شده است.
برای مثال، طرح "ایندیانانو" که جدیداً توسط آمریکا و جامعة هندی­های مقیم آمریکا در "درة سیلیکون" راه اندازی شده است، به همراه انجمن تحقیق و توسعه هند تلاش می­کند تا دانشگاه ­ ها، شرکت ­ ها، آزمایشگاه ­ های دولتی و خصوصی، سرمایه ­ گذاران، شرکت ­ های کوچک، صاحبان مالکیت معنوی، سرمایه ­ گذاران مشترک، ارایه­دهندگان خدمات و اتحادیه­های راهبردی هند را همسو و هماهنگ نماید.
موارد فوق نمونه­ای از توسعه­های جدید در صنعت نانوتکنولوژی هند بوده و بویژه شرکت­های خصوصی شروع به سرمایه­گذاری در آزمایشگاه­های تحقیق و توسعه در دانشگاه و مؤسسه­های دولتی نموده­اند.
شرکت­های خصوصی در اکثر موارد فقط در حد مشاوره و در دوره­ای کوتاه­مدت با آزمایشگاه­های دانشگاهی همکاری داشته­اند. این همکاری هرگز به صورت طولانی مدت برای ایجاد محصولی از تحقیق و یا توسعة فناوری صورت نگرفته است. آزمایشگاه CranesSci ، اولین آزمایشگاه تحقیقاتی MEMS است که به طور مشترک توسط مؤسسة علوم هند و شرکت بین المللی نرم­افزار کرانز ( CSIL ) سرمایه­گذاری شده است تا با ایجاد هماهنگی بین مؤسسات تحقیقات دولتی و صنایع بخش خصوصی، موجب پیوستگی بیشتر بین حرفه­های مرتبط با نانوتکنولوژی در هند گردد.
● فناوری ممز؛ به عنوان میانبر فناوری نانو
همة طرح­ها باید از نمونه خارجی الگوبرداری شده و تعیین مشخصات آنها در داخل کشور انجام شود. از آنجا که آزمایش کیفیت MEMS ، خود نوعی تخصص مورد نیاز استانداردسازی است، فرصتی تجاری برای ارایه آن به صورت خدمات به سایرین ایجاد می­گردد. اهداف برنامة سرمایه­گذاری آنها، ایجاد امکانات آزمایشگاهی بصورت واحدی خودکفا در یک دورة کوتاه­مدت است. در حال حاضر بیش از ۵۰ درصد سرمایه­گذاری آزمایشگاه کرانز توسط شرکت CSIL ( یک شرکت ثبت شده در بمبئی با سرمایة حدود ۲۰ میلیون دلار و یکی از مهره­های اصلی عرصة تولیدات علمی و مهندسی نرم افزار می باشد. ) انجام شده است. این آزمایشگاه همچنین توسط شورای کمک­های بلاعوض دانشگاهی مورد حمایت واقع می­شود. آنها در حال حاضر در جستجوی سرمایه­گذاری بیشتر از سوی سازمان­های سرمایه­گذار هندی و سرمایه­گذاری­های مخاطره­آمیز خارجی می­باشند. درآمد آنها از دو منبع تأمین می­گردد:
۱) فروش فناوری
۲) تولید و ساخت
شرکت CSIL امتیاز تولید همة ابزارهایی که توسط آزمایشگاه طراحی و توسعه یافته­اند را دارد، مگر اینکه ساخت ابزار ویژه به طور کامل توسط شریک سوم و با موافقت دو شریک دیگر (مؤسسه IISc و شرکت CSIL ) انجام شود. در حال حاضر شرکت CSIL برای تولید نرم­افزار طراحی MEMS ، میکروفون MEMS و سیستم تصویربرداری پزشکی ماوراء صوت MEMS برنامه دارد. انتظار می­رود تراز مالی این شرکت در سال ۲۰۰۷ به ۶۰ میلیون دلار برسد.
امروزه فناوری MEMS بدون شک امیدبخش­ترین و خوش­آینده­ترین فناوری است. این فناوری اولین و حیاتی­ترین گام به سوی نانوتکنولوژی است. MEMS چه در زمینة توسعه فرآیند و چه تولید، محرک بازار است. نکتة جالب اینجاست که علی­رغم افزایش رقابت، فضای زیادی برای همه در این فناوری وجود دارد.

[aligol172]

کلمه «روبوت» برای نخستین بار از نمایشنامه علمی تخیلی «کارل چاپک» نویسنده دهه ۱۹۲۰ چک و اسلواکی اقتباس شد. ۴۰ سال پس از این، فناوری جدید «روبوتیک صنعتی» پا به عرصه گذاشت و امروز روبوت ها به دست های مکانیکی بسیار خودکاری تبدیل شده اند که کامپیوتر آنها را هدایت می کند. کاربرد صنعتی روبوت ها را در زمان کنونی می توان به سه گروه زیر دسته بندی کرد:
۱) حمل مواد، تخلیه و بارگیری: در این حالت کار روبوت ها جابه جا کردن مواد و قطعات از جایی به جایی دیگر است.
۲) کاربردهای فرآیندی: این کاربردها عبارتند از نقطه جوشکاری، جوشکاری قوسی، رنگ پاشی و عملیاتی که در آنها وظیفه روبوت کاربرد ابزاری خاص برای انجام برخی کارهای تولیدی در کارگاه هاست.
۳) مونتاژ و بازرسی: هر دو کارهای متمایز در این گروه قرار می گیرند. مونتاژ با روبوت توجه بسیاری را به خود جلب کرده است زیرا امکانات بالقوه زیادی دارد. روبوت های بازرسی نیز با استفاده از حسگرها، مشخصات محصول را اندازه گیری می کنند. با این حال باید توجه داشت امروزه روبوت ها فقط برای کارهای صنعتی مورد استفاده قرار نمی گیرند و دانشمندان آنها را به عرصه های بزرگ تری مثل عرصه نظامی وارد کرده اند تا در مقابل انسان ها که خالق این روبوت ها هستند، بایستند.
ورود به هزاره سوم و افزایش وابستگی به فناوری ارتباطات و اطلاعات، کشورها را مجبور کرده سیاست های پیشین خود را برای دفاع در مقابل کشورهای مهاجم تغییر دهند. این امر که بیشتر در آمریکا و کشورهای اروپایی دیده می شود، برخی کشورهای آسیایی را نیز تحت تاثیر قرار داده و آنها را مجبور کرده روش های سنتی جنگی و نظامی خود را تغییر دهند. کشور چین که امروزه خود را به یکی از بزرگ ترین مراکز اقتصادی جهان تبدیل کرده، در اوایل سال جاری میلادی ساخت نخستین روبوت هوشمند خود را برای حضور در عملیات های جنگی و نظامی به اتمام رساند. این روبوت جدید که Vanguard No.۱ نام گرفته، بیشتر برای شناسایی مواضع دشمن مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند پس از قرار گرفتن در موقعیت دقیق خود، بمب های کارگذاشته شده را خنثی کند و با حملات پیاپی دشمن را از پای دربیاورد. خنثی کننده هوشمند نخستین روبوت نظامی چین توسط گروهی از محققان این کشور در شهر زیگانگ در استان سیچوان این کشور ساخته شد.
با وجود موفقیت آزمایش های مختلف روی این روبوت، برخی کارشناسان حضور این ابزار را در حملات نظامی چین غیرضروری می دانند و معتقدند روبوت ها نمی توانند جایگزین انسان ها شوند. برای اطمینان هرچه بیشتر در مورد Vanguard No.۱ ، دولت چین در تاریخ ۱۵ مه به صورت علنی آزمایشات خود را روی این روبوت انجام داد. در این آزمایش گروهی از نظامیان چینی به عنوان گروگان وارد صحنه شدند و Vanguard No.۱ مجبور بود در کوتاه ترین زمان ممکن دشمن فرضی را از پای در بیاورد. این روبوت هوشمند پس از ورود به صحنه گروگان گیری موفق شد با استفاده از برنامه ریزی دقیق گروگان ها را نجات دهد و جلوی هرگونه آسیب رساندن به آنها را بگیرد. این روبوت می تواند با سارقان مسلح نیز مقابله و آنها را دستگیر کند. علاوه بر موارد یاد شده، سیستم داخلی این سرباز آهنی قابلیت شناسایی و خنثی کردن بمب های ساعتی، مین های دست ساز، بمب های شیمیایی و... را نیز دارد و به همین خاطر می تواند در موقعیت های خطرناک که امکان حضور انسان ها نیست، کار خود را انجام دهد. Vanguard No.۱ که با سرعت دو متر بر ثانیه حرکت می کند به یک هوش مصنوعی مجهز شده تا در مواقع لزوم به تنهایی تصمیم گیری کند. علاوه بر این، فرماندهان نظامی به کمک دستگاه بیسیم خود می توانند کنترل این روبوت را در اختیار بگیرند و با ارسال پیام های صوتی آن را هدایت کنند. روبوت هوشمند چینی ها قادر است پس از شناسایی بمب یا موقعیت دشمن از آن تصویربرداری کند و از طریق فناوری بیسیم، در کوتاه ترین زمان ممکن تصاویر تهیه شده را به ماموران پلیس انتقال دهد. دوربین نصب شده روی Vanguard No.۱ به حسگرهایی مجهز شده است که می تواند حجم و وزن بمب ها را به طور دقیق شناسایی کند و این اطلاعات را در اختیار مسوولان خود بگذارد تا آنها بتوانند بهترین تصمیم ممکن را در مواقع حساس اتخاذ کنند. تطابق در موقعیت های مختلف «لیو فوجون» مدیر یکی از شرکت های علمی موجود در شهر زیگانگ که در ساخت این روبوت نقش داشته می گوید: «Vanguard No.۱ در پی همکاری های ۱۰ عضو برتر ارتش چین تکمیل شده است. کارشناسان ما برای ساخت این روبوت شش ماه به صورت شبانه روزی فعالیت کرده اند. این روبوت به کمک چرخ های مخصوص حرکت می کند و می تواند پس از عبور از سطوح شیب دار و منحنی، از بین انبوه مردم خود را به مقصد نهایی برساند. این روبوت می تواند در فضایی به وسعت ۵/۱ متر به طور کامل بچرخد و مسیر حرکت خود را تغییر دهد.» این طور که کارشناسان چینی اعلام کرده اند، Vanguard No.۱ قادر است سرعت خود را به ۱۲۰ متر در دقیقه برساند. این روبوت به یک دوربین ثابت برای تصویربرداری از کل مسیر و یک دوربین نگهبان برای زیر نظر گرفتن اطراف مجهز شده است. هر دو این دوربین ها تصاویر رنگی و باکیفیت خود را به صورت مستقیم در اختیار مرکز فرماندهی می گذارند تا ماموران نظامی بتوانند با استفاده از آنها با دشمن مقابله کنند.
علاوه بر موارد یاد شده، روبوت جدید ارتش چین بیش از ۲۰ سیستم اندازه گیری مختلف را در خود جای داده است که از جمله آنها می توان به سیستم تشخیص صوت و رنگ، سیستم مسیریاب GPS، سیستم شناسایی فرکانس های ارسال شده و فناوری مادون قرمز برای شناسایی مواضع مختلف به هنگام شب اشاره کرد.از ماه فوریه سال جاری مقامات بلندپایه ارتش چین تصمیم خود را برای استفاده از این روبوت در عملیات های نظامی نهایی کردند و با سرمایه گذاری های فراوان، خواستار آن شدند که نسخه های دیگری از این روبوت هر چه سریع تر در اختیار نیروهای نظامی این کشور قرار گیرد. مقامات ارشد ارتش چین بر این باورند Vanguard No.۱ می تواند در مناطق مین گذاری شده، عملیات های خطرناک نظامی، عملیات های خنثی کردن بمب، شناسایی مواضع دشمن و... به طور کامل جایگزین انسان ها شود و نیاز این کشور را برای استفاده از نیروهای انسانی مرتفع سازد. این دستگاه هوشمند می تواند رنگ اشیای پیرامون خود را شناسایی کند و صحبت های ردوبدل شده بین افراد را متوجه شود. دولت چین اعلام کرده در این روبوت توانایی تشخیص فاصله میان اجسام مختلف نیز وجود دارد و به راحتی می تواند اشیای مفید را از اشیای مضر شناسایی کند. اگر یک اسلحه گرم در اختیار Vanguard No.۱ قرار داده شود، این روبوت مانند افسر نظامی به جنگ دشمن می رود و گلوله های خود را دقیقاً به هدف می زند. «وو آن» مشاور سیاسی ارتش چین درباره این روبوت جدید توضیح داد: «این روبوت در مراحل بعدی پیشرفت های بیشتری خواهد داشت و به جای استفاده از چرخ به پاهای الکترونیکی مجهز خواهد شد. با این تحول، Vanguard No.۱ می تواند از دیوار بالا رود، از گودال ها بیرون بیاید و از راه دور مناطق را زیر نظر بگیرد.» در مرکز فرماندهی سه کامپیوتر پیشرفته به صورت مستمر فعالیت های این روبوت را زیر نظر می گیرند. ارتش چین در این باره اعلام کرده است: «هر وقت که این روبوت به حرکت درمی آید، کامپیوترهای ما به صورت خودکار تمام اطلاعات مربوط به فعالیت های آن را در خود ذخیره می کنند و موقعیت روبوت را در اختیار ماموران قرار می دهند.» اگر Vanguard No.۱ در اطراف خود یک بمب را شناسایی کند، در کوتاه ترین زمان ممکن افسران پلیس را در جریان می گذارد تا آنها به مردم منطقه اطلاع دهند که آن مکان را ترک کنند. در این شرایط روبوت به بمب نزدیک می شود و با شناسایی مدارهای الکترونیکی که در آن به کار برده شده، بمب را خنثی می کند.

[aligol172]

حتماً فیلم هایی مثل ترمیناتور یا Resident Evil را دیده اید که یکی از شخصیت ها از چشم هوشمند خاصی بهره می برد که به او امکان می دهد محیط اطراف را آنالیز کند و حتی مثل یک دوربین فیلمبرداری روی هدف خود زوم کند و آن را از نزدیک ببیند. اگر فکر می کنید این لنزهای زیستی (Bionic Lense) تنها به فیلم های علمی تخیلی تعلق دارد، اشتباه می کنید. دانشمندان تاکنون در این زمینه به دستاوردهای چشمگیری رسیده اند.
«بابک پرویز» استادیار ایرانی مهندسی الکترونیک دانشگاه واشنگتن روی نانوفناوری زیستی، تولیدات نانو و سیستم های مکانیکی ریزالکترونیکی کار می کند. او با استفاده از تکنیک های ریزتولید و نانوفناوری، دستگاه های کوچک ولی کارآمدی می سازد و آنها را طی فرآیند Self Assembly با شیشه یا پلیمر ادغام می کند.
«پرویز» از لنز استفاده می کند اما هنوز لنزهایی را که خود او در آزمایشگاه به وجود آورده، امتحان نکرده است. «پرویز» لنزهایی ساخته که حاوی مدارهای الکترونیکی و دیودهای LED هستند. این لنزها می توانند در عین اندازه بسیار کوچک شان به یک نمایشگر شخصی تمام و کمال تبدیل شوند.لنزهای الکترونیکی از پلیمر شفاف انعطاف پذیر ساخته می شوند و مدارهای الکترونیکی روی آن سوار می شود. پروفسور «پرویز» بر این باور است که اندازه کنونی صفحات نمایشگر موبایل و کامپیوتر، روند کوچک شدن نمایشگرها را به تعویق می اندازد.
اندازه صفحه نمایشگر یکی از دلایل عمده یی است که تا به امروز، اندازه نمایشگر موبایل ها، لپ تاپ ها، PDAها و ابزار اینچنینی تغییر چندانی نکرده است. اما اگر صفحه نمایش را در یک لنز بگنجانیم، می توانیم محدودیت های فیزیکی دستگاه های قابل حمل را به طور چشمگیری کاهش دهیم.پروفسور «پرویز» نشان داده است چگونه مدارهای پربازده حاوی LEDهای ریز می توانند به لایه های نازک، شفاف و انعطاف پذیر پلاستیک تبدیل شوند. این مدارها شامل لایه های فلزی هستند که تنها چند نانومتر ضخامت دارند و با LEDهایی پیوند می خورند که یک سوم میلی متر طول دارند.
نمونه اولیه این لنزهای الکترونیکی هنوز جای کار دارد. به گفته «پرویز» هدف اصلی در تولید لنزهای الکترونیکی چند ماه دیگر محقق می شود.وی می گوید؛ «ما برای انتقال نیرو به دنبال دو راه متفاوت هستیم. یکی از این راه ها، انتقال نیرو از طریق فرکانس رادیویی است که به این منظور، به نوعی گیرنده روی لنز احتیاج داریم تا اطلاعات را ارسال کنیم. اما راه دیگر، استفاده از سلول های خورشیدی است که نور را به انرژی تبدیل می کند.»
اما در کنار تمام این تئوری ها، نباید سازگاری زیستی را فراموش کرد. در واقع نگرانی اصلی این است که مبادا فناوری های الکترونیکی که در این لنزها به کار می رود، به چشم آسیب وارد کند. اگر از سلامتی چشم اطمینان حاصل شود، آنگاه ایده یک نمایشگر بی سیم همه جانبه روی لنز چشم، یک دستاورد محتمل خواهد بود که کارایی فراوانی خواهد داشت.هنگامی که لنزهای الکترونیکی به چشم هستند، در واقع مثل این می ماند که چند تصویر را روی هم انداخته باشید؛ یک تصویر، همان محیط اطراف است و تصویر دیگر آن چیزی است که روی لنز ظاهر می شود.این نمایشگرهای مجازی کاربردهای زیادی دارند. برای مثال رانندگان یا خلبانان می توانند سرعت یا سایر اطلاعات مربوط به خودرو و هواپیما را از طریق لنز مشاهده کنند. علاوه بر این، صنعت بازی های کامپیوتری هم می تواند با استفاده از لنزهای الکترونیکی، بازیکنان را کاملاً وارد یک دنیای مجازی کند، بدون اینکه دامنه دید آنها را محدود کند.یکی دیگر از موارد استفاده این لنزها در امکانات ارتباطی است. اگر یکی از این لنزها را به چشم داشته باشید، می توانید در طول سفر در اینترنت به گشت و گذار بپردازید، در حالی که هیچ کس نمی بیند شما در حال انجام چه کاری هستید.
پروفسور «پرویز» می گوید؛ «با توسعه لنزهای الکترونیکی، برنامه ها و نیازهایی هم به تبع آن شکل خواهد گرفت که حتی فکرش را هم نمی کنیم. اما نخستین هدف ما ارائه فناوری پایه و اطمینان از امنیت آن است.»
گذاشتن و برداشتن لنز های الکترونیکی هیچ تفاوتی با لنز های معمولی ندارد. این در حالی است که مصرف کننده خیلی زود به آن عادت می کند و به ندرت ممکن است احساس کند شیء خارجی روی چشمانش قرار گرفته است.ساخت این لنز ها کار دشواری بوده است، چون موادی که تماس آنها با بدن ضرری ندارد (مانند مواد آلی) بسیار ظریف هستند. این در حالی است که ساخت مدار های الکترونیکی، به مواد غیرآلی از جمله مواد شیمیایی سمی یا موادی نیاز دارد که حرارت بالایی می پذیرند و در نتیجه ممکن است به چشم آسیب برسانند.
محققان مدار لنز های الکترونیکی را از لایه های فلزی ساخته اند که تنها چند نانومتر تقریباً معادل یک صدم پهنای موی انسان ضخامت دارند.از سوی دیگر پروفسور «جیمز ولفسون» استاد دانشگاه استون در بیرمنگام انگلیس، به موفقیت لنز های الکترونیکی امید چندانی ندارد.وی به این نکته اشاره دارد که یک لنز، حدود ۱۴ میلی متر طول دارد، در حالی که طول مردمک چشم بین ۴ تا ۵ میلی متر است که در نتیجه، فضای زیادی برای ورود یک وسیله الکترونیکی خارجی روی چشم نمی ماند که حتی در این صورت، دید را دچار مشکل می کند.
«ولفسون» می گوید؛ «مشکل اصلی لنز های الکترونیکی، تعیین فاصله کانونی (فوکوس) است، چون لنز کاملاً به چشم چسبیده است. برای مثال گرد و غبار چشم را اذیت می کند، اما شما آن را نمی بینید چون خیلی نزدیک به چشم است. این امر در مورد تصاویری که روی لنز به نمایش درمی آید هم صدق می کند.»
وی در ادامه می افزاید؛ «لنز های الکترونیکی به فناوری نمایش پیشرفته یی نیاز دارند که اشیا را در فاصله یی دور نمایش دهند تا به این ترتیب، چشم بتواند روی آنها فوکوس کند اما گمان نمی کنم چنین فناوری پیشرفته یی در لنز های کوچک بگنجد.»
«ولفسون» که خود به ایده به کارگیری فناوری های الکترونیکی روی ابزار های بینایی علاقه دارد، پیشنهاد می کند این کار روی عینک صورت بگیرد، در حالی که محصولاتی از این دست به تولید رسیده است. به اعتقاد «ولفسون» عینک هم فضای بیشتری دارد و هم مشکلات زیستی و خطر آفرین لنز را به همراه ندارد.

[aligol172]

کروماتوگرافی راهی است برای تشخیص اجزا در ابعاد نانومتری، با دقتی در حد و اندازة مولکولی و مدتها پیش از شکلگیری فناوری نانو، برای شناسایی مواد به کار میرفت. اگر چند مولکول با هم داشته باشیم، کروماتوگرافی تشخیص میدهد غلظت آنها چقدر است. اساس کار کروماتوگرافی جداسازی اجزای مخلوط با استفاده از سرعت متفاوت حرکت مولکولهای مختلف در محیط یکسان و با انرژی اولیة مشابه است. دستگاههای کروماتوگرافی پیشرفته، میلیونها مولکول مختلف را در یک میلیمتر مخلوط بهراحتی شناسایی می کنند و پژوهشگران فناوری نانو می توانند به کمک این روشها قسمت عمده ای از مشکلات خود را در شناسایی مواد مورد استفاده رفع کنند.
کروماتوگرافی به عنوان یکی از روشهای آزمایشیِ کارآمد در نانو فناوری، شامل چند روش است: کروماتوگرافی کاغذی، کروماتوگرافی ژلی و کروماتوگرافی گازی از جمله روشهایی هستند که در اینجا با آنها آشنا می شویم. دقت کنید که زمان، عامل کنترل ما بر انتخاب ذراتی است که با سرعتهای مختلف در محیط کروماتوگرافی توزیع مکانی می یابند.
● ریشة لغویِ کروماتوگرافی
در زبان یونانی chroma به معنی رنگ و grophein به معنی نوشتن است.
● اطلاعات اولیه
کروماتوگرافی پُرکاربردترین شیوة جداسازی تجزیه ای است که در تمام شاخه های علوم به کار میرود. کروماتوگرافی گروه گوناگون و مهمی از روش های جداسازی را شامل می شود و امکان می دهد تا اجزای سازندة نزدیک به همِ مخلوط های کمپلکس را جدا، منزوی و شناسایی کند. بسیاری از این جداسازی ها به روش های دیگر نا ممکن است.
● سیر تحولی رشد
اولین روش های کروماتوگرافی در سال ۱۹۰۳ توسط میخائیل سوئت ابداع و نام گذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد.ریچارد لارنس و جان آرچر در سال ۱۹۵۲ به پاس اکتشافاتشان در زمینة کروماتوگرافی جایزة نوبل گرفتند.
● توصیف کروماتوگرافی
کروماتوگرافی را به علت اینکه دربرگیرندة سیستم ها و تکنیک های مختلفی است نمی توان به طور مشخص تعریف کرد. اغلب جداسازی ها بر مبنای کروماتوگرافی و بر روی مخلوط هایی از مواد بی رنگ از جمله گازها صورت می گیرد.
کروماتوگرافی متکی بر حرکت نسبی دو فاز است. یکی از این فازها بدون حرکت است و فاز ساکن نامیده می شود و دیگری را فاز متحرک می نامند. اجزای یک مخلوط به وسیلة جریانی از یک فاز متحرک از داخل فاز ساکن عبور داده می شوند و جداسازی بر اختلاف در سرعت مهاجرت اجزای مختلف نمونه استواراست.
▪ مثال
اگر به طور ساده بخواهیم عمل کروماتوگرافی را انجام دهیم، یک لیوان حاوی آب را برمیداریم و یک قطره جوهر در آن میچکانیم. سپس تکهکاغذی را برمیداریم و قسمتی از آن را در لیوان آب قرار میدهیم. پس از مدتی مشاهده میشود که جوهر از کاغذ بالا میرود و پخش میشود.
● روش های کروماتوگرافی
روش های کروماتوگرافی، بر حسب ماهیت فاز متحرک و سپس بر حسب ماهیت فاز ساکن، ممکن است جامد، مایع و گاز باشند. بدین ترتیب، فرآیند کروماتوگرافی به چهار بخش اصلی تقسیم می شود. باید گفت که اگر فاز ساکن، مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می نامند.
● انواع کروماتوگرافی
▪ هر یک از ۴ نوع اصلی کروماتوگرافی انواع مختلفی دارد:
۱) کروماتوگرافی مایع ـ جامد
ـ کروماتوگرافی جذب سطحی
ـ کروماتوگرافی لایة نازک
ـ کروماتوگرافی تبادل یونی
ـ کروماتوگرافی ژلی
۲) کروماتوگرافی گاز ـ جامد
۳) کروماتوگرافی مایع ـ مایع
ـ کروماتوگرافی تقسیمی
ـ کروماتوگرافی کاغذی
۴) کروماتوگرافی گاز ـ مایع
ـ کروماتوگرافی ستون موئین
● مزیت روشهای کروماتوگرافی
روشهای کروماتوگرافی می توانند جداسازی هایی را که به روشهای دیگر خیلی مشکلاند، به انجام برسانند. زیرا اختلاف جزئی موجود در رفتار جزئی اجسام، در جریان عبور آنها از یک سیستمِ کروماتوگرافی چند برابر می شود.
هر چه این اختلاف بیشتر شود، قدرت جداسازی بیشتر و برای انجام جداسازی نیاز کمتری به وجود اختلافات دیگر خواهد بود.
مزیت کروماتوگرافی نسبت به ستون تقطیر این است که بهآسانی می توان به آن دست یافت. با وجود اینکه ممکن است چندین روز طول بکشد تا یک ستون تقطیر به حداکثر بازده خود برسد، ولی یک جداسازی کروماتوگرافی می تواند در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام گیرد.
یکی از مزایای برجستة روشهای کروماتوگرافی این است که آنها آرام هستند. به این معنی که احتمال تجزیة مواد جداشونده به وسیلة این روش ها در مقایسه با سایر روش ها کمتر است.
مزیت دیگر روش های کروماتوگرافی این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است. به این علت، روشهای تجزیه ای مربوط به جداسازی کروماتوگرافی می توانند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرند.
روش های کروماتوگرافی ساده، سریع و وسایل مورد لزوم آنها ارزان هستند. اجزای مخلوطهای پیچیده را به کمک این روشها میتوان از یکدیگر جدا کرد.
● مواد
▪ انواع کروماتوگرافی
ـ مواد شیمیایی مشابه کروماتوگرافی تقسیمی
ـ مواد شیمیایی غیر مشابه کروماتوگرافی جذب سطحی
ـ گازها و اجسام فرّار کروماتوگرافی گازی
ـ مواد یونی و معدنی کروماتوگرافی تبادل یونی در ستون
ـ کروماتوگرافی کاغذی یا لایه نازک
ـ مواد یونی و غیر یونی الکتروفوز ناحیه ای
ـ مواد زیستی و ترکیباتی با جرم مولکولی نسبی بالا کروماتوگرافی تبادل یون یا ژلی
● انتخاب بهترین روش کروماتوگرافی
انتخاب نوع روش کروماتوگرافی بجز در موارد واضح (مانند کروماتوگرافی گازی در جداسازی گازها) عموماً تجربی است. زیرا هنوز هیچ راهی برای پیش بینی بهترین روش برای جداسازی اجسام، مگر در چند مورد ساده وجود ندارد.
در ابتدا روش های ساده تری مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می شوند. در صورتی که با این روشها مستقیماً قادر به جداسازی باشند، جداسازی را باید به وسیلة آنها صورت داد. در غیر این صورت، از روش های پیچیده تر استفاده می شود.
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HELC)، وقتی که روش های ساده فاقد کارایی لازم هستند، می تواند جوابگو باشد.