Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Ερευνητές του Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) ανέπτυξαν μια από τις μικρότερες, πιο έντονες και ταχύτερες συσκευές ψύξης στον κόσμο, το φορητό θερμοηλεκτρικό ψυγείο λεπτής μεμβράνης (TFTEC). Συνεργάστηκαν με νευροεπιστήμονες για να βοηθήσουν τους ακρωτηριασμένους να αντιληφθούν την αίσθηση της θερμοκρασίας με το άκρο-φάντασμά τους. Έχουν δημοσιεύσει τη δουλειά τους στο Nature Biomedical Engineering. Αυτή η πρόοδος, μια από τις πρώτες του είδους της, επιτρέπει μια χρήσιμη νέα ικανότητα για μια ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων:
- βελτιωμένων προσθετικών,
- απτικών για νέες μεθόδους στην επαυξημένη πραγματικότητα (AR),
- και θερμικά διαμορφωμένων θεραπευτικών για εφαρμογές όπως η διαχείριση του πόνου.
Η τεχνολογία έχει επίσης μια ποικιλία πιθανών βιομηχανικών και ερευνητικών εφαρμογών, όπως ηλεκτρονικά ψύξης και λέιζερ και συλλογή ενέργειας σε δορυφόρους. Η ανάπτυξη TFTEC στην APL ξεκίνησε το 2016, όταν ο Rama Venkatasubramanian, μηχανικός συσκευών ημιαγωγών και επικεφαλής τεχνολόγος για την έρευνα θερμοηλεκτρικής της APL, άρχισε να αναπτύσσει προηγμένα θερμοηλεκτρικά υλικά και συσκευές νανο-μηχανικής για το πρόγραμμα MATRIX της Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).
Για να υποστηρίξει το MATRIX, η APL ανέπτυξε προηγμένα θερμοηλεκτρικά υλικά λεπτής μεμβράνης που ονομάζονται Controlled Hierarchically Engineered Superlattice Structures (CHESS), για να επιτρέψει ένα εντελώς νέο σύνολο δυνατοτήτων μεταγωγής για διάφορες εφαρμογές του Υπουργείου Άμυνας, συμπεριλαμβανομένων ψύξης τσιπ υπολογιστών και εξαρτημάτων κινητήρα. Τα βήματα του Venkatasubramanian στα θερμοηλεκτρικά CHESS ήταν τόσο σημαντικά μέχρι το τέλος του 2019 που ο Bobby Armiger, ο οποίος επιβλέπει το Exploratory Science Branch της APL, αναρωτήθηκε εάν οι συσκευές του θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη διευκόλυνση της αίσθησης θερμοκρασίας στα άκρα-φάντασμα των ακρωτηριασμένων για βελτιωμένες προθέσεις.
Από το 2006, η APL ήταν επικεφαλής του προγράμματος Επαναστατικής Προσθετικής της DARPA, μια προσπάθεια που επικεντρώθηκε στη δημιουργία ενός διανοητικά ελεγχόμενου τεχνητού μέλους που θα αποκαταστήσει τη σχεδόν φυσική κινητική και αισθητηριακή ικανότητα σε ασθενείς με ακρωτηριασμό άνω άκρων. «Γνωρίζουμε ότι μπορούμε να διεγείρουμε συγκεκριμένα μέρη του ακρωτηριασμένου άκρου κάποιου ώστε να αισθάνονται αισθήσεις αφής και δόνησης, αλλά κανείς δεν μπόρεσε να δημιουργήσει μια αίσθηση ψύξης με την ταχύτητα, την ένταση και την αποτελεσματικότητα για την αποκατάσταση της φυσικής θερμικής αντίληψης με μια προσθετική σύστημα», είπε ο Άρμιγκερ.
“Το TFTEC μας έχει πάχος λίγο περισσότερο από ένα χιλιοστό, ζυγίζει μόνο 0,05 γραμμάρια, παρόμοιο με έναν λεπτό αυτοκόλλητο επίδεσμο και μπορεί να προσφέρει έντονη ψύξη σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο”, δήλωσε ο Venkatasubramanian. “Είναι επίσης δύο φορές πιο ενεργειακά αποδοτικό από τις πιο κοινές θερμοηλεκτρικές συσκευές του σήμερα και μπορεί να κατασκευαστεί εύκολα με τη χρήση εργαλείων ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται επίσης για την κατασκευή διόδων εκπομπής φωτός [LED]. Είναι μια συναρπαστική εξέλιξη που θα μπορούσε να έχει τεράστιες συνέπειες για τις προσθέσεις και τα απτικά εφαρμογές.”
Η APL διαθέτει μοναδικά προσόντα για να προωθήσει την τέχνη του δυνατού για νέες εφαρμογές υγείας, εξερευνώντας αυτή τη διασταύρωση της επιστήμης των υλικών και της μηχανικής ηλεκτρονικών συσκευών με τη βιολογία και τη νευροεπιστήμη. Εκτός από το πρόγραμμα Επαναστατικής Προσθετικής, η APL κάνει σημαντικές προόδους στην έρευνα νευρωνικών διεπαφών, βελτιώνοντας τα εργαλεία γονιδιωματικής και παρακολουθώντας τη σωματική κόπωση για την πρόληψη τραυματισμών πολεμιστών μεταξύ πολλών άλλων προόδων στην Εθνική Αποστολή Υγείας.
