فناوری‌های برتری که سال ۲۰۲۱ ظهور کرد

به نقل از ویفروم، در کنفرانس تغییرات آب‌وهوایی سازمان ملل‌متحد(COP۲۶) کشورها متعهد به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای با اهداف جدید و هوشمندانه در دهه کنونی شدند. تحقق این وعده‌ها به توسعه و گسترش فناوری‌های سبز متکی است.

در همین راستا ۲ فناوری تولید آمونیاک سبز و محصولات مهندسی‌ شده که کود مخصوص به خود را می‌سازند، با هدف پایدارتر کردن کشاورزی تولید شد و در فهرست فناوری‌های نوظهور امسال قرار گرفت.

فناوری‌های دیگر شامل موارد ذیل است:

 افزایش کربن‌زدایی

یک قرن از زمان پیشنهاد دانشمندان مبنی بر اینکه دی‌اکسید کربن اضافی در اتمسفر زمین باعث حفظ گرما و گرم‌ شدن زمین می‌شود، می‌گذرد و تلاشی جهانی برای کربن‌زدایی در تمام جنبه‌های زندگی روزمره در حال انجام است. امروز دولت‌ها و صنایع تعهدات اساسی برای کاهش انتشار کربن دارند.

تحقق این تعهدات طی سه تا پنج سال آینده مستلزم نوآوری بی‌سابقه و افزایش سطح صنعتی فناوری‌های نوپا مانند ذخیره‌سازی انبوه انرژی، منابع شیمیایی کم یا بدون کربن، احیای حمل‌ونقل ریلی، ترسیب کربن(روند ذخیره کربن موجود در هوا در خاک و گیاهان)، کشاورزی کم‌کربن، وسایل نقلیه با آلایندگی صفر یا الکتریکی و همچنین نظارت بر انطباق این دستاوردها و تکنولوژی‌ها با طرح‌های توافق‌ شده در مقیاس جهانی است.

تولید کود توسط محصولات

جهان سالانه بیش از ۱۱۰ میلیون تن کود نیتروژن برای افزایش تولید محصولات کشاورزی استفاده می‌کند. اگر محصولات زراعی مانند سویا و لوبیا بتواند نیتروژن را جذب کند، آیا می‌تواند آن را به شکل آمونیاک در خود تثبیت کند؟ در همین راستا محققان قصد دارند به‌ عنوان یکی از برترین فناوری‌های نوظهور محصولاتی مانند ذرت و سایر غلات را خودبارور کنند.

تشخیص بیماری‌ها با فوت‌ کردن

به زودی شناسایی بیماری می‌تواند به اندازه بازدم ساده باشد. حسگرهای تنفسی جدید قادر است بیماری‌ها را با نمونه‌برداری بیش از ۸۰۰ ترکیب در تنفس انسان تشخیص دهد. به‌ عنوان مثال مقادیر بالای استون در تنفس انسان نشان‌دهنده دیابت است. حسگرها به دنبال تغییرات در مقاومت الکتریکی هستند زیرا ترکیبات تنفسی روی یک نیمه هادی اکسید فلزی جریان می‌یابد و سپس الگوریتم‌ها داده‌های حسگر را تجزیه‌وتحلیل می‌کند.

البته این فناوری نوظهور قبل از فراگیر شدن به اصلاحات نیاز دارد. نتایج بررسی‌ها در مارس ۲۰۲۰ در ووهان چین نشان داد امروز حسگرها به دقت قابل‌ توجه ۹۵ درصدی بیماری کووید ۱۹ و  همچنین تشخیص ۱۰۰ درصدی تمایز بیمار دست یافته است.

ساخت داروها بر حسب تقاضا

امروز داروها در نقاط مختلف جهان در مقیاس بزرگ و در یک فرآیند چند مرحله‌ای با بخش‌های مختلف پراکنده ساخته می‌شود و ممکن است این فرآیند که صدها تن مواد را شامل می‌شود، به ماه‌ها زمان نیاز داشته باشد و چالش‌هایی را در تامین پایدار و مطمئن ایجاد کند.

با فناوری‌های جدید دارو بر حسب تقاضا ساخته خواهد شد.

انرژی ناشی از سیگنال‌های بی‌سیم

اینترنت اشیا(IoT) متشکل از میلیاردها دستگاه الکترونیکی است که برای برخی از جنبه‌های عملکرد خود از اتصال به اینترنت استفاده می‌کند. حسگرهای اینترنت اشیا اغلب دستگاه‌های بسیار کم مصرفی است که برای زندگی روزمره ما داده‌های حیاتی را گزارش می‌کند و برای شارژ آن با مشکل مواجه هستیم. با ارائه نسل پنجم شبکه تلفن همراه یا ۵ جی(۵G) سیگنال‌های بی‌سیم با توان کافی ارائه می‌شود و یک آنتن کوچک در حسگرهای اینترنت اشیا می‌تواند انرژی را از این سیگنال‌ها برداشت کند.

توجه به افزایش سن جهانی

سازمان جهانی بهداشت پیش‌بینی می‌کند درصد جمعیت جهانی ۶۰ سال و بالاتر بین سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۵۰ تقریبا ۲ برابر و از ۱۲ به ۲۲ درصد خواهد رسید.

افزایش سن با بیماری‌های حاد و مزمنی مانند سرطان، دیابت نوع ۲، زوال‌عقل و بیماری‌ قلبی مرتبط است. محققان با درک اولیه مکانیسم‌های مولکولی روند پیری را نشان داده‌اند که می‌تواند به ما کمک کند زندگی طولانی‌تر و البته سالم‌تر داشته باشیم. محققان می‌توانند با استفاده از فناوری‌های omics(که می‌تواند به طور همزمان تمام فعالیت ژن یا غلظت همه پروتئین‌ها را در یک سلول تعیین کند) و بینش‌های اپی‌ژنتیک نشانگرهای بیولوژیکی را که پیش‌بینی‌کننده‌های قوی بیماری است، شناسایی و اهدافی را برای درمان‌های پیشگیرانه ارائه کنند.

آمونیاک سبز

محصولات کشاورزی اغلب به کود تولید شده از آمونیاک و سنتز آمونیاک نیز برای کود به یک روش پر انرژی(فرآیند Haber-Bosch) نیاز دارد. امروز بیشتر هیدروژن از طریق الکترولیز، شکافتن مولکول‌های آب با استفاده از نیروی الکتریکی یا ترک‌ خوردگی هیدروکربن‌ها در دمای بالا تولید و انرژی مورد نیاز برای هدایت هر ۲ روش در حال حاضر منجر به انتشار مقادیر زیادی گازهای گلخانه‌ای می‌شود.

همان‌طور که منابع انرژی تجدیدپذیر رواج یافته‌، یک نوع سبز از هیدروژن بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای ایجاد می‌شود که علاوه بر حذف کربن اضافی اتمسفر، هیدروژن سبز عاری از مواد شیمیایی آلوده کننده است که در غیر این صورت در هنگام استفاده از سوخت‌های فسیلی به‌ عنوان منبع ترکیب می‌شود و خلوص آن باعث می‌شود کاتالیز کارآمدتری برای ترویج تولید آمونیاک ایجاد شود.

دستگاه‌های نشانگر زیستی بی‌سیم

دستگاه‌های نشانگر زیستی بی‌سیم می‌شود. هیچکس سوزن را دوست ندارد؛ با این حال بسیاری از بیماری‌های رایج حاد و مزمن برای نظارت در ردیابی پیشرفت در درمان‌های سرطان، دیابت و سایر شرایط به خون‌گیری‌های مکرر نیاز دارد.

پیشرفت‌ها در ارتباطات بی‌سیم، همچنین تکنیک‌های جدید سنجش شیمیایی با استفاده از پروب‌های نوری و الکترونیکیذو نظارت مستمر و غیرتهاجمی بر اطلاعات حیاتی پزشکی را ممکن می‌سازد. با توجه به شیوع جهانی دیابت بیش از ۱۰۰ شرکت دستگاه‌های سنجش بی‌سیم نشانگرهای بی‌سیم را در طیفی از کاربردها ارائه کرده‌اند یا در حال توسعه آن است. اتصال بی‌سیم این مزیت را ایجاد می‌کند که در صورت نیاز داده‌ها به سرعت در دسترس باشد و یک متخصص از راه‌ دور در صورت لزوم مداخله کند.

خانه‌های چاپ سه‌ بعدی

در حال حاضر ساخت خانه‌ با استفاده از چاپگرهای سه بعدی با مقیاس انبوه تنها در برخی از کشورها از جمله ایالات متحده ارائه می‌شود. در دنیای در حال توسعه‌ای که زیرساخت‌های محدود حمل‌ونقل به‌عنوان یک چالش مطرح است، استفاده از چاپگرهای سه بعدی برای حذف حدود ۹۵ درصد از مصالح ساختمانی که نیاز به حمل دارند، بسیار مهم است.

این فناوری نوظهور می‌تواند در مناطق دورافتاده با نیاز شدید به مسکن تغییراتی را ایجاد کند.

اتصال کره‌ زمین از طریق فضا

فضا کره‌ زمین را به هم متصل می‌کند. حسگرها در اینترنت اشیا(IoT) می‌توانند اطلاعات حیاتی در مورد آب‌وهوا، شرایط خاک، سطح رطوبت، سلامت محصول، فعالیت‌های اجتماعی و مجموعه‌های اطلاعات ارزشمند دیگر را ثبت و گزارش کند.

با ظهور اخیر تعداد بی‌شماری ریزماهواره‌های کم‌هزینه در مدار پایین زمین که می‌تواند چنین داده‌هایی را در سطح جهانی جمع‌آوری و آن‌ را برای پردازش در نقاط مرکزی دانلود کند، اینترنت اشیا سطوح بی‌سابقه‌ای از درک جهانی را امکان‌پذیر می‌کند اما لینک‌های داده ایمن کم‌مصرف و ماهواره‌های کوتاه‌مدت در مدار پایین زمین همچنان چالش‌برانگیز است و پیشرفت پایدار استقرار جهانی در سه تا پنج سال آینده را نوید می‌دهد.

انتهای پیام