علماء روس يطورون مادة لزيادة كفاءة الليزر
تاريخ النشر: 1st, November 2024 GMT
المناطق_متابعات
طور علماء جامعة شمال القوقاز الروسية، مادة فعالة ستساعد في تحسين خصائص الليزر. وبحسب الباحثين، ستجد هذه التقنية تطبيقات في مجالات متعددة، بدءاً من الجراحة والتجميل وصولاً إلى القطع بالليزر، واللحام، وتقسية المواد المختلفة. وقد نُشرت نتائج الدراسة في مجلة Ceramics International.
الليزر هو جهاز يتيح تحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى طاقة إشعاعية أحادية اللون.
من المكونات الهامة في الليزر هو “المغلق السلبي” أو “معدل الجودة”، الذي يسمح لليزر بالعمل بنظام نبضي، حيث يخزن الطاقة ثم يطلقها على شكل نبضة قصيرة ولكن قوية تتراوح مدتها بين 10 و20 نانوثانية.
عادةً ما تُصنع المغلقات السلبية من أحجار بلورية مفردة، لكن الباحثين في الجامعة استخدموا خزفاً قائماً على مادة إتريوم ألومنيوم جارنت (YAG) مع إضافة الكروم، مما يساهم في خفض تكاليف الإنتاج وإمكانية تشكيل المنتج بأحجام وأشكال مختلفة وفقا لـ “البيان”.
بالإضافة إلى ذلك، أدخل الباحثون عنصر سكانديوم في البنية البلورية للجارنت، مما ساعد في تعزيز كفاءة معدلات الجودة في الليزر.
وقالت فيكتوريا سوبرونتشوك، الباحثة الرئيسية في الدراسة: “اكتشفنا أن إضافة كاتيونات السكانديوم إلى المواقع الثمانية الأوجه في الجارنت يزيد من تحويل تكافؤ الكروم بمقدار مرة ونصف، وهذا ما يعادل عملياً زيادة كفاءة معدلات الجودة بنسبة 50%، ما يجعلها أكثر قابلية للتصغير، وهو ضروري لتطوير الليزرات المدمجة. كما يتيح ذلك إنتاج عدد أكبر من الأجهزة باستخدام نفس كمية المادة الخام”.
ويخطط الباحثون في المستقبل لإدخال عناصر مُفعّلة إضافية في مصفوفة إتريوم ألومنيوم جارنت بهدف تعديل الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة.
المصدر: صحيفة المناطق السعودية
كلمات دلالية: الليزر
إقرأ أيضاً:
ثورة بيئية: تحويل النفايات البلاستيكية إلى منتجات فاخرة!
شمسان بوست / متابعات:
تمكن باحثون من معهد فراونهوفر لتكنولوجيا التصنيع والمواد المتقدمة، بالتعاون مع جامعة بريمن العليا للعلوم التطبيقية من تحويل النفايات البلاستيكية إلى منتجات عالية الجودة مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد عبر طحن البلاستيك، وغسله، وفصل المواد غير المرغوب فيها عن المواد العادية باستخدام الفصل بالطفو والغرق.
واستخدم الباحثون تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة لتحديد بقايا البلاستيك الغريبة وإزالتها لاحقاً، بعد ذلك، طحن الباحثون المادة مرة أخرى حتى وصلت إلى حجم الحبيبات المطلوب للتركيب، ثم جففوها. وحققت هذه الطريقة مستويات نقاء تجاوزت 99.8%.
وقال الباحثون: «في كل عام، ينتهي المطاف بحوالي 5.6 مليون طن متري في ألمانيا فقط من مواد التغليف البلاستيكية بالنفايات المنزلية بعد استخدامها مرة واحدة فقط. وحتى الآن، لا يمكن إعادة تدوير سوى أقل من ثلث هذه الكمية. ويهدف الباحثون إلى تحويل هذه النفايات إلى منتجات عالية الجودة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد».
وتتزايد كميات النفايات البلاستيكية، حيث تضاعفت ثلاث مرات تقريباً في جميع أنحاء ألمانيا خلال الثلاثين عاماً الماضية. وتُعد نفايات التغليف تحديداً مساهماً رئيسياً في ذلك. فبينما أنتجت الأسر الألمانية 2.1 مليون طن متري من النفايات البلاستيكية عام 1994، ارتفع هذا الرقم إلى 5.6 مليون طن بحلول عام 2023 في آخر إحصائية رسمية وهذا يُبرز أهمية إيجاد سبل لإعادة تدوير هذه المنتجات أحادية الاستخدام، والتي يعتمد معظمها على النفط الخام.
لكن إعادة تدوير نفايات ما بعد الاستهلاك أصعب بكثير من إعادة تدوير بقايا البلاستيك المتبقية من الإنتاج الصناعي، كما توضح الدكتورة سيلك إيكاردت، الأستاذة المتخصصة في أنظمة الطاقة المستدامة وكفاءة الموارد في جامعة بريمن للعلوم التطبيقية.
تُسهم الأحكام القانونية أيضاً في زيادة الطلب على المواد المُعاد تدويرها: فبموجب لائحة الاتحاد الأوروبي للتغليف ونفايات التغليف، يجب أن تتكون مواد التغليف من 10 إلى 35% من المواد المُعاد تدويرها بحلول عام 2030، وذلك حسب نوع البلاستيك والمنتج، باستثناء الأجهزة الطبية والمنتجات الصيدلانية. أما المتطلبات لعام 2035 فتتمثل في 25% إلى 65% من المواد المُعاد تدويرها.
القبض على متهم بغسيل 31 مليون جنيه متحصلة من تجارة الأسلحة النارية