کدام طرح‌ها در بیست‌وپنجمین جشنواره جوان خوارزمی برگزیده شدند؟

بیست‌وپنجمین جشنواره جوان خوارزمی برترین طرح‌های فناوران و دانشمندان زیر ۴۵ سال کشور را شناخت و دستاوردهایی همچون طراحی سامانه هوشمند دانه‌بندی گندله، ساخت قطعات فوق‌سبک آلیاژهای منیزیومی و سامانه امن‌ساز تلفن همراه به عنوان برگزیده مورد تجلیل قرار گرفتند.

کد خبر: ۱۳۱۶۱۴۴

تاریخ: ۱۴ فروردين ۱۴۰۳ - ۰۸:۰۵

به گزارش پایگاه خبری دانا جشنواره خوارزمی که در سال ۱۳۶۶ بنیان نهاده شد، اکنون باسابقه‌ترین جشنواره علمی جمهوری اسلامی ایران است و جامعه برگزیدگان این جشنواره به اجتماعی چند هزار نفره می‌رسد. این جایزه به‌تدریج تکامل یافت و جشنواره جوان خوارزمی نیز در سال ۱۳۷۸ به آن اضافه شد.

اولین دوره جشنواره نوآوری و فناوری خوارزمی سال ۱۴۰۱ به دیگر بخش‌های این جشنواره پیوست و این زنجیره را کامل کرد. سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، متولی برگزاری جشنواره‌های خوارزمی است و اعضای هیات‌علمی این سازمان در قالب گروه‌های مختلف تخصصی داوری اولیه را برعهده دارند.

جشنواره بین‌المللی خوارزمی در چهار محور اصلی پژوهش‌های بنیادی، طرح‌های کاربردی، طرح‌های توسعه‌ای، نوآوری و فناوری و ابتکار و در ۱۸ گروه تخصصی شامل زیست فناوری، امنیت غذایی، بحران آب و کشاورزی و منابع طبیعی، صنایع و مدیریت هوشمند فناوری، مواد، متالوژی، نانو فناوری، فناوری اطلاعات، عمران، معماری و شهرسازی، هوافضا، هنر، فناوری های شیمیایی، هوش محاسباتی و فناوری کوانتوم، مکانیک، برق و کامپیوتر و طرح موفق در تولید ملی پذیرای آثار برتر است.

علاقمندان به شرکت در سی و هفتمین جشنواره بین‌المللی خوارزمی، دومین جشنواره نوآوری و فناوری خوارزمی و بیست و پنجمین جشنواره جوان خوارزمی از ابتدای تیر تا پایان شهریور ۱۴۰۲ می‌توانستند با مراجعه به پایگاه اطلاع‌رسانی سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران ثبت‌نام کنند.

بر اساس آمار دبیرخانه در مجموع هزار و ۴۰۵ طرح در سال ۱۴۰۲ به دبیرخانه رسید که از این تعداد ۴۸۰ طرح از ۴۷ کشور دیگر بود. مبلغ جایزه هم امسال ۱۰ برابر شد و برای برگزیدگان ایرانی یک میلیارد تومان و برای برگزیدگان خارجی ۲۰ هزار دلار بود.

امسال در مجموع ۲۰ نفر در سه جشنواره برگزیده شناخته‌ شدند؛ در بخش جشنواره بین‌المللی خوارزمی ۱۲ نفر شامل هشت ایرانی و چهار خارجی در بخش جشنواره بین‌المللی خوارزمی، ۶ نفر در بخش جشنواره جوان خوارزمی و ۲ نفر جشنواره فناوری و نوآوری برگزیده شدند. برگزیدگان جشنواره جوان خوارزمی تا ۴۵ سال باید باشند.

برگزیدگان این جشنواره هشتم اسفندماه با حضور وزیر علوم، تحقیقات و فناوری، معاون علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رییس‌جمهور در مراسمی در سالن اجلاس سران تجلیل شدند و جوایز خود را دریافت کردند.

طرح‌های برگزیده جشنواره جوان خوارزمی

قاسم براتی دربند رتبه دوم پژوهش‌های بنیادی در گروه تخصصی فناوری‌های شیمیایی را با طرح رسوبدهی الکتروشیمیایی نانوساختارهای مخروطی به عنوان الکتروکاتالیست برای تولید هیدروژن به دست آورد. استفاده گسترده از سوخت‌های فسیلی باعث ایجاد خطرهای زیست محیطی؛ مانند تمام شدن منابع طبیعی تصاعد گازهای گلخانه‌ای، ایجاد ضایعات و تغییرات آب و هوایی می‌شود. هیدروژن بین تمام انرژی‌های تجدیدپذیر به دلیل مزایایی فراوان بیشتر مورد توجه است.

در این طرح، تمرکز روی هیدروژن از واکنش شکافت الکتروشیمیایی آب بوده است. افزایش مساحت فعال سطحی همچنین بهبود فعالیت الکتروکاتالیستی می تواند به صورت قابل توجهی خواص الکتروکاتالیستی را برای کاهش پتانسیل اضافه مورد نیاز برای تولید هیدروژن، بهبود دهد. در این تحقیق از روش رسوب‌نشانی الکتروشیمیایی برای ایجاد سطوح نانوساختار مخروطی شکل استفاده شده است.

این سطوح به عنوان زیرلایه به منظور رسوب‌دهی ساختارهایی با فعالیت ذاتی الکترو کاتالیستی مطلوب استفاده شده است. نتایج این طرح نشان داد نانوساختارهای سه‌بعدی مخروطی شکل با افزایش مساحت فعال سطحی همچنین جدایش سریع منجر به بهبود قابل توجهی در فعالیت الکتروکاتالیستی برای تولید هیدروژن می‌شود. همچنین، استفاده از این نانوساختارها به یک الگوی سه بعدی برای رسوبدهی ساختارهایی برپایه فسفاید و سولفاید فلزات انتقالی به صورت قابل توجهی مقدار ظرفیت برای تولید هیدروژن را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، نتایج حاصل از بررسی های پایداری الکترو کاتالیستی نشان داد که الکترودهای سنتز شده، از پایداری مطلوبی برخوردار هستند که این امر استفاده طولانی در صنعت را می‌تواند به دنبال داشته باشد.

امین عبدالهی شریف‌آباد نیز رتبه دوم پژوهش های بنیادی را در گروه تخصصی فناوری نانو با طرح توسعه و کاربرد نانو ذرات پلیمری آغشته به حساس کننده‌های نوری کسب کرد. پیشرفت فناوری در سال‌های اخیر منجر به ایجاد زمینه جدیدی به نام مواد هوشمند در زمینه علوم پایه و مهندسی شده است. هر سامانه یا ماده ای که به عنوان یک ابزار هوشمند شناخته شده، حاوی مولکول‌های پاسخگو به محرک است؛ طوری که به محض اعمال محرک مناسب، شاهد پاسخی به صورت تغییر در خواص فیزیکی و شیمیایی آن خواهیم بود. یک دسته مهم از مواد هوشمند نانوذرات پلیمری پاسخگو به نور هستند که بر اساس مکانیسم پاسخگویی و مواد تشکیل دهنده می‌توانند یکی از انواع فوتوکرومیک، فلورسانس و فسفرسانس باشند.

یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار در خواص نانوذرات پاسخگو به محرک اندازه ذرات و غلظت ترکیب پاسخگو به نور است. درواقع با کاهش اندازه ذرات شاهد افزایش جذب نور توسط نانوذرات و کاهش انعکاس نور خواهیم بود. همچنین افزایش غلظت ترکیب پاسخگو به نور نیز باعث افزایش قابل توجه خواص فیزیکی خواهد شد. این تحقیقات طی ۱۰ سال متوالی نشان داد مناسب ترین روش برای تهیه نانوذرات پلیمری پاسخگو به نور روش پلیمریزاسیون امولسیونی است، دو مکانیسم اصلی برای وارد کردن ترکیبات پاسخگو به نوربه ماتریس پلیمری روش کوپلیمریزاسیون و روش اصلاح فیزیکی است.

بررسی و مقایسه این دو روش نشان داد اصلاح فیزیکی پس از پلیمریزاسیون برای نانوذرات پلیمری عامل‌دار شده با گروه‌های آمین آمید، اسید هیدروکسیل و اپوکسی مناسب ترین روش برای تهیه نانوذرات پاسخگو به نور با خواص فیزیکی مناسب است. برای تهیه نانو ذرات پاسخگو به نور از انواع متفاوت ترکیبات فوتوکرومیک و فلورسانس استفاده شد. نانوذرات پلیمری فوتوکرومیک و فلورسانس کاربردهای متنوعی دارند؛ اما کاربردهای بررسی شده در این طرح جوهرهای هوشمند برای استفاده در اسناد امنیتی، سنسورهای شیمیایی برای تعیین قطعیت یا PH محیط، شناسایی اثر انگشت روی سطوح مختلف با استفاده از عکسبرداری فلورسانس و غیره است.

شهریار زارع هم رتبه سوم پژوهش های بنیادی را در گروه تخصصی مکانیک با طرح نوسانگر ترمواکوستیک برپایه سیکل استرلینگ به دست آورد. در این طرح برای اولین بار سیکل استرلینگ با استفاده از علم اکوستیک و ذرات درون یک لوپ بسته تولید و سپس موتور استرلینگ ترمو اکوستیک طراحی و ساخته شده است. برخلاف موتورهای استرلینگ قدیمی که سیکل ترمودینامیکی درون آنها با کمک پیستون‌های قدرت و جابه جاگر تشکیل می‌شوند. سیکل استرلینگ با استفاده از علم اکوستیکی و نوسانات فشار ذرات درون یک لوپ بسته تولید شده و در نهایت منجر به حرکت رفت و برگشتی شده و تولید الکتریسیته خواهد شد. در صورت وجود یک منبع گرم و یک منبع سرد در یک لوپ بسته می توان امواج اکوستیکی رونده را تولید کرد؛ زیرا در این شرایط دو ذره از هوا نسبت به هم اختلاف فاز نزدیک ۹۰ درجه نوسان خواهند کرد که دقیقا مانند رفتار پیستون‌ها در موتورهای استرلینگ قدیمی است.

با استفاده از این رویکرد در این موتور برای اولین بار تمام لینک‌های مکانیکی، پیستون و اجزای متحرک حذف شده است و این باعث کاهش هزینه ساخت و افزایش رقابت پذیری نمونه صنعتی آن خواهد شد. دیگر مزیت این موتور فرکانس کاری بالای نسبت به دیگر نمونه های موتورهای استرلینگ است. این نوسانگر توانایی که هر نوع سوخت مانند انرژی خورشیدی سوخت هسته ای و غیره را دارد.

از طرفی حذف تمام اجزای متحرک در موتور منجر می شود که بازده اسمی موتور برخلاف صفحات خورشیدی بعد از مدتی افت نکند و ثابت بماند. دیگر مزیت این نوع موتور مربوط به تولید توان بالا (در مقیاس صنعتی) در یک مساحت کوچک است و به بیان دیگر می تواند چند برابر صفحات خورشیده در یک فضای کوچک انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند

همچنین حمید مشاور رتبه دوم پژوهش‌های کاربردی را در گروه تخصصی مواد متالورژی و انرژی‌های نو با طرح تولید قطعات فوق سبک آلیاژهای منیزیمی به روش ریخته گری لاست فوم به دست آورد.

طرح تولید قطعات آلیاژهای منیزیم به روش ریخته گری لاست فوم ترکیبی از مزایای آلیاژهای منیزیم با خواص منحصر به فردی نظیر سبکی و استحکام مخصوص بالاست و با روش ریخته گری لاست فوم برای تولید قطعات پیچیده و حجیم کاربرد دارد. ریخته گری لاست فوم یک فناوری پیشرفته و دوستدار محیط زیست است که برای تولید قطعات پیچیده نیازمند ماهیچه استفاده می‌شود. در این روش به دلیل حذف ماهیچه مراحل ریخته گری بهبود یافته همچنین ماسه مصرفی قابل بازیافت و امکان اتصال قطعات به صورت خوشه ای به سیستم راهگاهی میسر می شود که این عوامل باعث افزایش سرعت تولید و صرفه اقتصادی می شود.

یکی از دلایل توسعه نیافتن صنعت ریخته گری آلیاژهای منیزیم برای تولید قطعات مورد استفاده در صنایع مختلف پیچیدگی فرایند ریخته گری، منیزیم سیالیت پایین و اکسیداسیون بالای مذاب این آلیاژها است که سبب محدودیت در تولید قطعات منیزیمی بالاخص قطعات با اشکال پیچیده و حجیم شده است. با ترکیب دو فناوری ریخته گری لاست قوم و آلیاژهای منیزیم می‌توان مشکلات ذکر شده برای تولید قطعات حجیم و پیچیده منیزیمی را حذف و از مزایای آنها بهره برد. طراحی بوته ذوب و استفاده از گاز آرگون علاوه برکاهش آلودگی و حفظ محیط زیست منجر به کاهش هزینه های تولید شده است.

در طی فرایند ذوب ریزی به دلیل طراحی در مخزن قالبگیری، با ایجاد شرایط فشار منفی همراه با تصفیه هوای مکش شده گرد و غبار مخلوط با گاز در فرایند اعمال خلا تصفیه شده و به طور همزمان پایدار شدن فشار منفی رخ می دهد که باعث پُرکنندگی قالب همچنین کاهش عیوب گازی قطعه نهایی در طی فرایند انجماد می شود. همچنین در این طرح می توان قطعات بسیار پیچیده و حجیم (۳۰۰ گرم تا ۲۵۰ کیلوگرم) را به دلیل توانایی اتصال قسمت های مختلف مدل به یکدیگر و ایجاد یک ساختار یکپارچه ریخته گری کرد.

مهدی حیدری نیز رتبه دوم طرح‌های توسعه ای در گروه تخصصی برق و کامپیوتر را با طرح سامانه هوشمند دانه‌بندی گندله (گلوله‌های تولید شده از نرمه سنگ آهن و سایر مواد افزودنی) به دست آورد. اندازه گندله های تشکیل شده در بخش گندله سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ زیرا گندله های بزرگ‌تر در عملکرد کوره اختلال ایجاد می‌کند. به همین دلیل گندله‌ها قبل از ورود به کوره باید از سرند عبور کنند و آنها که قطر نا مناسب دارند به واحد مواد اولیه برگشته و دوباره این فرایند را از سر بگیرند. بالا بودن حجم مواد برگشتی مطلوب نیست؛ زیرا باعث افزایش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش راندمان تولید می‌شود. برای کاهش مواد برگشتی اندازه گندله ها به صورت مستمر و در بازه های زمانی مشخص توسط کاربر بررسی می‌شود و در صورت نامناسب بودن اندازه پارامترهای تنظیم کننده فرایند تولید تغییر می یابد.

این سامانه به گونه ای طراحی و ساخته شده است که می‌تواند با استفاده از دوربین‌های نصب شده اندازه گندله های تولیدی در واحدهای گندله سازی را استخراج کرده و نمایش دهد. سپس گندله ها را در دسته های از پیش تعریف شده رده بندی می کند. همچنین سامانه تلاش می‌کند دور دیسک را به گونه ای کنترل کند که میزان گندله های دسته ۱۲/۵ تا ۱۶ میلیمتر و ۹ تا ۱۲/۵ میلیمتر برابر بوده و جمع این دو بازه بالای ۹۰ درصد باشد. در صورتی که سایز گندله ها خارج از محدوده این دو دسته باشد سامانه هشدار می دهد و فرمان تنظیم سرعت دیسک را ارسال میکند. این عمل منجربه بهینه شدن اندازه گندله ها می شود.

اشکان حاج‌علی اکبری هم رتبه سوم طرح‌های توسعه‌ای را در گروه تخصصی فناروی اطلاعات و ارتباطات با طرح سامانه تلفن همراه فورگ به دست آورد. این سامانه امن‌ساز تلفن هوشمند به نام فورگ با هدف ارتقای ضریب امنیت و کنترل دسترسی کاربران تلفن همراه هوشمند طراحی شده است. این سامانه به صورت محلی و نیز مدیریت از راه دور (سرور تحت وب یا فرامین پیامکی) قابل مدیریت است. در این سامانه بسیاری قابلیت‌های دستگاه با مجوز صادر شده توسط مدیر در دسترس کاربران قرار می‌گیرد. این سامانه شامل یک سرور امن‌ساز است که توسط ساختار مدیریتی تحت وب کنترل می‌شود و برای کنترل تلفن همراه برنامه کاربردی (اپلیکیشن) فورگ روی دستگاه کاربران نصب و به صورت برخط یا بدون اتصال تنظیم می‌شود.

مدیر سامانه قادر به تعریف کاربران جدید برای هر دستگاه، اختصاص کلمه عبور به آنها، مشاهده فایل تنظیمات هر کاربر و تغییر دسترسی کاربر به برنامه‌ها و سایر امکانات تلفن همراه است. همچنین می‌تواند اجازه نصب یا حذف برنامه‌های کاربردی را برای کاربر صادر و تعیین کند که کاربر مجاز به دسترسی به کدامیک از برنامه‌های گوشی هوشمند همراه روش‌های ارتباطی و قابلیت های دستگاه است.