چین بزرگترین تولیدکننده انرژی خورشیدی در جهان است

جمعیت بسیار بالا و افزایش وابستگی به زغال سنگ، باعث شده تا در سال‌های اخیر چین به عنوان یکی از آلوده‌ترین کشورهای جهان شناخته شود. به همین جهت احتمالا اگر بگوییم که چین بزرگترین تولیدکننده انرژی خورشیدی در جهان است، کمی عجیب به نظر می‌رسد.

اخیرا اداره ملی انرژی چین از دو برابر شدن ظرفیت تولید انرژی خورشیدی در سال ۲۰۱۶ خبر داده و اعلام کرده که پایگاه‌های این کشور، مجموعا ۷۷٫۴۲ گیگاوات نیرو را تا پایان سال تولید کرده‌اند. درنتیجه چین برای دومین سال به عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده انرژی خورشیدی در جهان شناخته می‌شود. هرچند شاید اگر این میزان را نسبت به جمعیت آن بسنجیم، کشورهای آمریکا، آلمان و حتی ژاپن وضعیت بهتری داشته باشند.

سال ۲۰۱۵ نیز چین بزرگترین تولیدکننده انرژی خورشیدی در جهان بود

در حال حاضر انرژی خورشیدی در کشور چین همچون یک قطره در سطل آب است. در واقع این میزان، تنها ۱ درصد از کل انرژی خروجی کشور چین محسوب می‌شود. با این‌حال به لطف پیشرفت تکنولوژی و توسعه پنل‌های خورشیدی، اداره ملی انرژی قصد دارد تا پایان سال ۲۰۲۰، ظرفیتی بیشتر از ۱۱۰ گیگاوات را به میزان قبلی اضافه کند. بنابراین کشور چین می‌تواند تا سال ۲۰۳۰، استفاده خود از سوخت‌های غیرفسیلی را از ۱۱ درصد به ۲۰ درصد افزایش دهد.

نباید فراموش کنیم که افزایش ظرفیت تولید انرژی خورشیدی تا این میزان کار آسانی نبوده و بسیاری از کشورهای بزرگ نیز قادر به انجام آن نیستند. حتی اگر مزیت جمعیت بیشتر را فاکتور بگیریم، مناطق بزرگی در کشور چین وجود دارد که در آنجا بدون هیچ مشکلی می‌توان به توسعه مزارع انرژی خورشیدی پرداخت.

منبع: گجت‌نیوز

حل مشکل سیاه شدن صفحه هنگام بوت ویندوز

یکی از مشکلات آزاردهنده‌ای که بسیاری از کاربران با آن روبه‌رو بوده و هیچ راهی برای حل آن پیدا نمی‌کنند، مشکل سیاه شدن صفحه هنگام بوت ویندوز است. در ماه‌های اخیر نیز برخی از کاربران با دریافت ویندوز ۱۰، چنین مشکلی را گزارش کردند. اما نیازی به نگرانی نیست چراکه امروز به بیان روش‌های مختلف برای حل این مشکل در ویندوز ۱۰ خواهیم پرداخت.

پیش از تشریح مراحل، فراموش نکنید که تمام کارها را قدم به قدم انجام دهید. بررسی‌های اولیه واقعا مهم هستند و نباید از آنها به آسانی عبور کرد و اگر با انجام آنها مشکل حل نشد، می‌توانید مراحل بعدی را دنبال کنید.

همچنین اگر با استفاده از این آموزش موفق به حل مشکل شدید، می‌توانید با اشتراک‌گذاری آن در بخش نظرات به سایر افرادی که مشکل سیاه شدن صفحه هنگام بوت ویندوز را دارند، کمک کنید.

۱- چک کردن سیستم 

اگر بعد از روشن کردن سیستم با صفحه‌ای سیاه و ثابت هنگام بوت شدن ویندوز روبه‌رو می‌شوید، بهتر است پیش از هر کاری کابل‌های مانیتور را چک کنید. شاید با دیدن این پیشنهاد کمی متعجب شوید، اما بهتر است به توصیه ما گوش داده و چنین کاری را انجام دهید. اگر هیچ مشکلی دیده نشد، کابل نمایشگر را جدا کرده و دوباره آن را وصل کنید. در صورت حل نشدن مشکل، بد نیست نمایشگر خود را به یکی دیگر از خروجی‌های سیستم متصل کنید. شاید کمی خنده‌دار باشد اما در بسیاری از موارد، کابل متصل‌شده به سیستم، با هر دلیلی به‌درستی در جای خود قرار نگرفته است.

 

در صورت امکان می‌توان مانیتور را با یک سیستم دیگر امتحان کرد تا از سلامت آن مطمئن شد. همچنین امکان اتصال یک مانیتور دیگر به سیستم نیز وجود دارد. در این حالت اگر نمایشگر دوم بدون هیچ مشکلی کار کرد، نتیجه آن، معیوب بودن نمایشگر اصلی خواهد بود.

۲- دستگاه‌های مختلف را از سیستم جدا کنید

زمانی‌که کامپیوتر روشن است، تمام دستگاه‌های جانبی مثل ماوس، کیبورد، هارد اکسترنال و غیره را جدا کرده و سیستم خود را مجددا راه‌اندازی کنید. اگر صفحه سیاه هنگام بوت شدن ویندوز نمایش داده نشد، قطعات را یکی یکی متصل کنید تا مشکل مشخص شود.

پس از پیدا کردن مشکل، احتمالا با آپدیت درایور نرم‌افزاری دستگاه مربوطه، مشکل نیز حل خواهد شد. برای انجام این کار می‌توانید به سایت سازنده مراجعه کرده و درایور آن را دریافت کنید.

۳- تنظیم مربوط به نحوه نمایش تصویر

یکی دیگر از راه‌ها برای حل مشکل سیاه شدن صفحه هنگام بوت ویندوز، تنظیم نحوه نمایش تصویر است. برای انجام این کار کافی‌ست کلیدهای Windows و P را هم‌زمان فشار دهید تا پنجره مربوطه نمایش داده شود.

مطابق با تصویر بالا، “PC Screen Only” حالت پیش‌فرض برای نمایش تصاویر خواهد بود؛ اما بهتر است گزینه‌های دیگر را نیز با فشردن کلید P و سپس Enter امتحان کنید تا شاید مشکل حل شود. هرچند، این روش بیشتر مناسب افرادی‌ست که کارت گرافیک آنها بیش از یک خروجی داشته و از آن نیز استفاده می‌کنند.

۴- نصب دوباره درایورهای صفحه نمایش

برای نصب دوباره درایورها، ابتدا باید سیستم خود را در حالت “Safe Mode” بوت کنید. اگرچه روش‌های مختلفی برای انجام آن وجود دارد اما شاید مرسوم‌ترین راه، فشردن پشت سر هم کلید F8 باشد. پس از آن، یکی از سه راه زیر پیش روی شما قرار خواهد داشت:

صفحه ورود به سیستم دیده می‌شود: سیستم خود را مجددا راه‌اندازی کنید. بعد از وارد شدن به این صفحه و با نگه داشتن کلید Shift، آیکون Power را انتخاب کرده و سپس روی Restart کلیک کنید. در این حالت، سیستم شما دوباره راه‌اندازی شده و این‌بار گزینه‌های مختلفی پیش روی شما قرار می‌گیرد. بعد از ری‌استارت شدن، کلید F5 را فشار داده و گزینه “Safe Mode with Networking” را انتخاب کنید. اگر سیستم در حالت “Safe Mode” بوت نشد، مراحل قبلی را تکرار کرده و این‌بار کلید F3 را فشار دهید.

صفحه ورود به سیستم دیده نمی‌شود اما درایو بازیابی را در اختیار دارید: اگر پیش از رخ دادن چنین مشکلی برای روزهای مبادا یک درایو بازیابی تهیه کرده‌اید، کار آسانی پیش روی شما خواهد بود. ابتدا سیستم خود را خاموش کرده و درایو پشتیبان را متصل کنید. حال در بخش “Choose an option screen”، گزینه “Troubleshoot” را انتخاب کرده و پس از کلیک کردن روی “Advanced Options”، در نهایت باید گزینه “Startup Settings” را انتخاب و سیستم را ری‌استارت کنید. سپس به هنگام بوت شدن ویندوز، کلید F5 را فشار داده تا بتوانید گزینه “Safe Mode with Networking” را انتخاب کنید. اگر باز هم موفق به اجرای حالت “Safe Mode” نشدید، مراحل قبلی را انجام داده و این‌بار کلید F3 را فشار دهید.

صفحه ورود به سیستم دیده نمی‌شود و درایو بازیابی را نیز در اختیار ندارید: در این حالت باید از یک کامپیوتر سالم برای دانلود و ساخت دیسک یا حافظه بوتیبل (Bootable) استفاده کنید. بعد از دانلود ویندوز ۱۰ از سایت مایکروسافت و ساخت دیسک یا حافظه بوتیبل، وارد بایوس شده و اولویت بوت شدن را متناسب با حافظه یا دیسک خود مشخص کنید.

در مرحله بعدی با راه‌اندازی مجدد سیستم و در صفحه مربوط به عملیات نصب ویندوز، گزینه “Repair your computer” را انتخاب کرده و همانند مرحله قبلی و با کلیک روی گزینه “Troubleshoot”، وارد “Advanced Options” و سپس “Startup Settings” شده و سیستم را ری‌استارت کنید. پس از آن سعی کنید تا با فشردن کلید F5 وارد حالت Safe Mode شوید و اگر موفق نبودید، این کار را با فشردن کلید F3 تکرار کنید.

حال باید وارد حالت Safe Mode شده باشید تا امکان حذف درایور مربوط به صفحه نمایش وجود داشته باشد.

روش نصب مجدد درایور صفحه نمایش

برای نصب مجدد درایور باید وارد “device manager” شوید که ساده‌ترین راه، جستجوی آن در نوار استارت است. پس از ورود به این قسمت، با راست‌کلیک کردن روی منوی زیرین “Display adapters”، گزینه “Properties” و سپس زبانه “Driver” را انتخاب کنید.

تمام اطلاعات مربوط به درایور در این بخش نمایش داده می‌شود. مطابق با توضیحات نوشته‌شده برای “Roll Back Driver”، از این گزینه زمانی باید استفاده کرد که درایور جدید باعث ایجاد مشکل شده باشد. بهتر است در صورت امکان، ابتدا این گزینه را انتخاب کرده و به سیستم اجازه دهید تا از درایور قبلی استفاده کند. اگر با انجام این کار مشکل سیاه شدن صفحه هنگام بوت ویندوز حل نشد، به‌ناچار باید با کلیک کردن روی “Uninstall”، درایور کارت گرافیک را به صورت کامل حذف کنید.

شاید بعد از حذف درایور، همه‌چیز با رزولوشن نادرست و دور از واقعیت نمایش داده شود. اما اگر مشکل سیاه شدن صفحه هنگام بوت ویندوز برطرف شود، می‌توان نتیجه گرفت که معیوب بودن درایور ویندوز، مشکل اصلی بوت نشدن ویندوز بوده است.

کشف روشی برای ترمیم خودکار دندان بدون نیاز به پر کردن حفره‌‎ها

در علم پزشکی، شاخه دندان‌پزشکی پستی و بلندی‌های بسیار زیادی را در طول تاریخ طی کرده است. در زمانی دور تنها چاره کار برای رها شدن از درد دندان، کندن آن‌ از بیخ و بن بود، به طوری‌که افراد بعد از گذشت چند سال از زندگی و شاید حتی در دوران جوانی، با دهانی خالی از دندان باقی‌مانده و احتمالا مجبور به استفاده از دندان مصنوعی می‌شدند. اکنون که علم پزشکی بسیار پیشرفت کرده، چاره کار به پر کردن دندان‌های خراب با فلزات و یا پلاستیک‌های مختلف بهبود پیدا کرده است و تقریبا همه ما حداقل یک یا دو مورد دندان ترمیم شده با استفاده از مصنوعات ساخت دست انسان داریم. به توجه به همه‌گیر بودن خرابی دندان، کشف روش نوین ترمیم خودکار دندان همه افراد روی کره زمین را تحت تاثیر خود قرار خواهد داد.

تحریک سلول‌های بنیادی سبب ترمیم خودکار دندان می‌شود

خوشبختانه محققین در دانشگاه کینگز لندن (King’s College London) به این مشکل به چشم یک دغدغه نگاه کرده و برای رفع آن چاره‌ای اندیشیده‌اند. آن‌ها در واقع روشی پیدا کرده‌اند که پر کردن متداول دندان به راه‌های امروزی و با استفاده از وسایل مصنوعی ساخت دست انسان را به حاشیه خواهد راند. روش جدید کشف شده به منظور جایگزینی روش کنونی با ترمیم خودکار دندان، طی یک مقاله پژوهشی در روزنامه گزارش‌های علمی (Science Reports) چاپ شده و به راهی به منظور برای تحریک بازسازی سلول‌های بنیادی درون دندان‌‌ها اشاره می‌کند. گفتنی است در روش جدید ترمیم خودکار دندان، از یک داروی مخصوص برای بیماران دارای آلزایمر و فراموشی کمک گرفته شده است. به عبارت دیگر، احتمالا به زودی شاهد خواهیم بود که علم پزشکی، دندان‌ها را وادار به ترمیم خود خواهد کرد.

واقعیت این است که همانند دیگر قسمت‌های خسارت دیده بدن، خرابی‌های جزیی دندان نیز به خودی خود با فعال کردن سلول‌های بنیادی دندان در هسته درونی نرم دندان، قابل ترمیم هستند. این بخش‌ها را با عنوان پالپ (Pulp) می‌شناسند. در زمان وجود ترک‌های کوچک و یا شقاق‌های جزیی موجود بر روی دندان، این سلول‌ها به منظور تفکیک شدن به سلول‌های دندانی مشخص تحریک می‌شوند. سلول‌های یاد شده را با نام سلول‌های عاج‌ساز و یا آدانتابلاست (Odontoblast) می‌شناسند که قادرند تا عاج‌های از بین رفته دندان را مجددا ساخته و ترمیم خودکار دندان را سبب شوند.

روش طبیعی و خودکار درمان در زمان وجود آسیب‌دیدگی شدید و میزان خرابی بالا در دندان کارساز نیست. در هر صورت محققین دانشگاه کینگز لندن درس ارزشمندی از نحوه فعل و انفعال سلول‌های بنیادی برای ترمیم خودکار دندان، حتی به میزان کم، گرفته‌اند. رهبر تیم تحقیقاتی، پائول شارپ (Paul Sharpe) در این‌باره گفت:

ما در مورد مکانیسم سلولی و مولکولی درگیر در زمان ترمیم خودکار دندان مطالعاتی انجام داده و براساس نتایج به دست آمده، روش ساده‌ای را به منظور بهبود فرآیند با تحریک‌کردن سلول‌های بنیادی توسعه داده‌ایم. نتیجه به دست آمده حقیقتا بیشتر از پر کردن ساده قسمت‌های خالی شده دندان ارزش داشته و سبب می‌شود تا با ایجاد یک روش ترمیم خودکار، ساختمان دندان به طور کامل محافظت شود.

محققین امیدوارند تا راهکار جدید، نرخ شکست و ناموفقیت روش‌های مصنوعی پر کردن حفره‌های موجود در دندان را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. سوال موجود درباره ترمیم خودکار دندان، زمان ارائه آن به صورت عمومی و امکان استفاده همگان از روش جدید است. پائول شارپ در این‌باره گفت نقشه کنونی تیم تحقیقاتی، کارآزمایی بالینی و آزمایش کنترل شده روش نوین در سال آینده است. با توجه به مشترک بودن مشکلات مرتبط با دهان و دندان در تمامی انسان‌های روی کره زمین، هر چقدر انتظار، ارزش چنین دستاوردی را خواهد داشت.

تولید تار عنکبوت مصنوعی با قدرت و انعطاف‌پذیری بالا در آزمایشگاه

انسان امروز قادر است تا آسمان‌خراش‌هایی به ارتفاع ابرها بسازد. می‌تواند هواپیماهایی تولید کند که حتی از صوت نیز سریعتر پرواز می‌‎‌کنند و در چند سال اخیر نیز موفق شده در کیلومترها زیر سطح زمین، شتاب‌دهنده‌های ذرات زیر اتمی را بنا کند. با این وجود، هنوز در علم بی‌نهایت مقصد برای رسیدن وجود دارند که انسان برای رسیدن به برخی از آن‌ها شدیدا در حال تلاش است. به عنوان نمونه، خانه محقر و کوچک عنکبوت، محققان را به حیرت انداخته و به همین دلیل آن‌ها مدت‌ها است که برای ساخت تار عنکبوت مصنوعی در تلاش هستند.

تاکنون تولید تار عنکبوت مصنوعی، از نظر کمیت با مشکل مواجه بوده است

تارهای در هم بافته‌ای که عنکبوت برای به دام انداختن شکار و طعمه خود ایجاد می‌کند را باید به جرات یکی از شاهکارهای مهندسی در طبیعت دانست. وجب به وجب تار عنکبوت قادر است تا حجم عظیمی از انرژی را بدون از هم پاشیدن دریافت کند. تار عنکبوت از فولاد قوی‌تر است، در حالی‌که انعطاف و کشسانی بیشتری نیز نسبت به لاستیک دارد. اکنون دانشمندان موفق شده‌اند تا ترکیبی از تار عنکبوت مصنوعی و حاوی بسیاری از خواص ماده طبیعی را بسازند.

artificial-spider-silk-620x419گفتنی است این اولین باری نیست که محققین به تولید تار عنکبوت مصنوعی اقدام می‌کنند، اما در دفعات پیشین، تولید انبوه و در حجم وسیع محصول نهایی ممکن نبود. اکنون محققین می‌توانند در مقیاسی وسیع تار عنکبوت مصنوعی به دست آمده را تولید کرده و در اختیار صنایع مختلف به منظور استفاده‌های گوناگون قرار دهند.

سخت و چسبناک

تلاش برای ساخت تار عنکبوت مصنوعی شبیه به ماده واقعیف فعالیت تازه‌ای نیست. به عنوان نمونه در سال ۲۰۱۰، بنیاد ملی علوم ایالات متحده آمریکا در یک پروژه سرمایه‌گذاری کرد تا با استفاده از مهندسی ژنتیک شیر بز، اقدام به تولید تار عنکبوت مصنوعی و ماده‌ای شبیه به آن کنند. دیگر پروژه‌هایی نیز طی مدت زمان اخیر ایجاد شدند، اما مقصود نهایی آن‌ها به جای تولید تار عنکبوت مصنوعی، در تولید انبوه پروتئین موجود در آن با نام اسپیدروئینس (Spidroins) در مخمر، باکتری و سلول‌های حشرات متمرکز شده بود.

framed-spider-silk-620x527در سال ۲۰۱۵ دانشمندان در یک مجله بیومتریال گزارش دادند که از اسپیدروئینس به دست آمده از بزهای تراریخته، برای هماهنگ‌سازی سلول‌های مغزی در حال رشد استفاده کرده‌اند. از آنجایی که عنکبوت‌ها اقلیمی بوده و به میزان کمی تار تولید می‌کنند، هر محصول صنعتی نیازمند به استفاده از تار عنکبوت، به اسپیدروئینس داراى صفات ارثى متشکل جدید و همچنین الیاف ابریشم (تار) عنکبوت مصنوعی وابسته است. با این حال، اسپیدروئینس‌ مهندسی و ساخته شده پیشین، از نظر بسیاری از فاکتورها با اسپیدروئینس موجود در تار عنکبوت یافت شده در طبیعت قابل مقایسه نبود.

پروتئین‌های تار عنکبوت مصنوعی ساخته شده به دست بشر، علاوه بر داشتن غلظت و تراکم پایین، به میزان بسیار بسیار کمی ایجاد می‌شدند، به همین دلیل استفاده از آن‌ها به صورت انبوه در صنایع مختلف به هیچ عنوان امکان‌پذیر نبود. آن‌ها همچنین به هم چسبیده و جداسازی‌شان با مشکلاتی مواجه بود، علاوه بر این‌که به سختی به صورت محلول در مایعات درمی‌آمدند. تار عنکبوت مصنوعی ایجاد شده در آزمایشگاه، در حالت ابتدایی خواص فیزیکی پایینی داشت و برای افزایش قابلیت‌های آن، محققین ناچار بودند تا مجددا اعمالی را بر روی تار عنکبوت مصنوعی ابتدایی انجام دهند.

spiders-2-madagascar-orb-weaving-spider-web-620x411در تحقیقات صورت گرفته بر روی ساختار بدن عنکبوت، مشخص شد این موجود به صورت طبیعی، تار را در مجراهای مخصوصی در بدن خود تولید می‌کند. نکته مهم اینجاست که پ هاچ (pH) یا همان میزان اسید ماده، در طول غدد تولید تار متفاوت بوده و به صورتی بسیار آرام از ۷٫۶ (ازدیاد بار منفی یون‌های موجود) تا ۵٫۷ (ازدیاد بار مثبت یون‌های موجود) تغییر پیدا می‌کند. تغییر در میزان پ هاچ، سبب می‌شود تا پروتئین‌ها در انتها تغییر شکل پیدا کرده و به ساختاری مرتب همانند یک قفل درب در هم چفت شده در بیایند.

spider-web-121129در همین زمان، مجرایی که در بالای خود کمی شبیه به یک مغز چین و چروک دیده به نظر می‌رسد، به یک لوله باریک تبدیل شده و نیروی خالص موجود در آن، الیاف را به رشته تبدیل می‌کنند. به همین دلیل شاهدیم که تار عنکبوت همواره به صورت یک رشته بسیار نازک تولید شده و سپس موجود با ترکیب این رشته‌ها، ساختارهای بزرگ و کوچک موردنظرش را می‌سازد.

تقلید مجراهای درون بدن عنکبوت

محققین به این فکر فرو رفتند که شاید تقلید ساختار و عملکرد غدد تولید تار در بدن عنکبوت، به بهبود وضعیت محصول نهایی کمک کند. گفتنی است محققین طی مطالعات خود، به این نتیجه رسیدند که پروتئین بخش‌های مختلف تار عنکبوت‌های گوناگون، پهاچ‌های متفاوتی داشته و از نظر قابلیت حل‌شدن در مایعات نیز عملکرد غیریکسانی دارند. با توجه به این موضوع، محققین تصمیم گرفتند تا ژن‌های اسپیدروئینس (پروتئین موجود در تار عنکبوت) گرفته شده از دو گونه متفاوت از عنکبوت را با یکدیگر ترکیب کرده و به این وسیله یک ژن هیبریدی (دو رگه) با نام NT2RepCT تولید کنند. NT2RepCT را باید یک پروتئین کاملا متفاوت دانست که بهترین خواص را از هر یک از دو نمونه اسپیدروئینس موجود به ارث برده است. NT2RepCT شدیدا حلال در مایعات بوده و حساسیت بالایی را نسبت به پهاچ نشان می‌دهد. آن‌ها ژن هیبریدی تولیدی را در درون دیانای (DNA) باکتری وارد کردند تا به این وسیله به ساختار پروتئین جدید و مورد نظرشان به منظور ایجاد تار عنکبوت مصنوعی دست پیدا کنند.

spider-silk-on-spool-620x352در نتیجه این اقدامات، پروتئین تار عنکبوت بسیار غلیظی به دست آمد که همانند پروتئین موجود در داخل تارهای تولید شده در غدد طبیعی، ابری و چسبناک بودند. در ادامه محققین با الهام گرفتن از ساختار بدن عنکبوت، ماده به دست آمده را از یک ظرف شیشه‌ای بسیار نازک و مویرگی عبور دادند تا به این وسیله فشار خالصی را که عنکبوت در بدن خود به الیاف برای تبدیل‌شدن به رشته وارد می‌کند، به صورت مصنوعی تقلید کنند. در نتیجه این فرآیند، هزار متر تار در قالب یک ظرف یک لیتری تولید شد. ژن NT2RepCT از لحاظ کیفیت و رفتار، تشابه زیادی به تار عنکبوت طبیعی داشته و تار عنکبوت مصنوعی تولید شده با آن، خاصیت ارتجاع بالایی را از خود به نمایش می‌گذارد. گفتنی است با وجود تشابه بالای تار عنکبوت مصنوعی، دوام و مقاومت کششی آن هنوز در مقایسه با محصول طبیعی تولید شده در بدن عنکبوت پایین‌تر بوده و راحت‌تر از آن می‌شکند.

ساخت قوی ترین و سبک ترین ماده موجود روی زمین توسط محققان MIT

ساختن سبک‌ترین ماده که از قدرت زیادی نیز برخوردار باشد، همواره یکی از چالش‌های دانشمندان به شمار رفته است. چرا که چنین ماده‌ای کاربردهای بسیار زیادی در صنعت خواهد داشت. محققان برای سال‌ها می‌دانستند که اگر اتم‌های کربن به شیوه خاصی کنار هم چیده شوند، نتیجه کار ماده‌ای با قدرت بسیار بالا خواهد بود. یک مثال، گرافن است. ماده‌ای که تا پیش از این، قوی‌‌ترین ماده ساخته‌شده توسط بشر محسوب می‌شد که از آرایش دوبعدی اتم‌های کربن در صفحه‌ای بسیار نازک ایجاد شده بود.

اما با وجود ضخامت فوق‌العاده ناچیز و خواص الکتریکی منحصر‌به‌فرد، یک ضعف اساسی در مورد گرافن وجود دارد. این که ساختن آرایش سه‌بعدی از آن، کاری بسیار دشوار است.

اکنون تیمی از محققان دانشگاه MIT، کشف کرده‌اند که راه حل این مشکل، برداشتن پوسته‌های کوچکی از گرافن و جوش دادن آنها در یک ساختار مش‌مانند است. به این صورت، نه تنها گرافن قدرت خود را حفظ می‌کند، که متخلخل (پرمنفذ) نیز خواهد بود.

براساس آزمایش‌های انجام گرفته در پرینترهای سه‌بعدی، محققان دریافته‌اند که این ماده جدید در واقع از خود گرافن هم قدرتمندتر است. در مقایسه با فولاد، این ماده با داشتن چگالی تنها ۵ درصدی، ۱۰ برابر قدرت بیشتری دارد. به این صورت لقب سبک‌ترین ماده و در عین حال مقاوم‌ترین، شایسته‌ی آن است.

همان‌طور که اشاره شد، کشف ماده‌ای با استقامت بسیار بالا و در عین حال چگالی خیلی کم، کاربردهای فراوانی خواهد داشت.

در گزارش این محققان آمده است:

این یافته جدید، نشان می‌دهد که ویژگی‌های اساسی این ساختار جدید سه‌بعدی، از خود ماده اهمیت بیشتری دارد. چرا که اکنون دریافته‌ایم می‌توان از مواد گوناگون، ساختارهای مشابه سه‌‌بعدی تولید کرد که استقامت بالا و وزن بسیار کم داشته باشند.

در شکل زیر، نتایج شبیه‌سازی آزمایش‌ها روی گرافن سه‌بعدی نشان داده شده است. آزمایش فشار (بالا سمت چپ و i) و کشش (پایین سمت چپ و ii) مشخص شده‌اند.

۳-d-graphene-tests-620x269 سرپرست گروه مهندسی عمران دانشگاه MIT می‌گوید:

شما می‌توانید از خود این ماده‌ی ساخته‌شده استفاده کنید، یا آن را با هر ماده دیگری عوض کنید. چرا که نوع هندسه و پیکربندی است که در اینجا اهمیت اصلی را دارد.

در طراحی ساختارهای بزرگ، همچون پل‌ها، می‌توان به خوبی از چنین هندسه‌ای پیروی کرد تا سازه موردنظر، مقاوم و در عین حال سبک باشد. به‌علاوه به دلیل متخلخل بودن، از کاربردهای دیگر آن استفاده در سیستم‌های تصفیه است.