تولید ماهیچه مصنوعی قدرتمندتر و انعطاف پذیرتر از نمونه واقعی
لینک وبسایت: محققان دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس یک ماده جدید برای تولید ماهیچه مصنوعی ابداع نموده اند که از نمونه واقعی قدرتمندتر و ۱۰بار انعطاف پذیرتر است.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان از مدت ها قبل کوشش می کنند فعالیت ماهیچه های بدن را تقلید کنند چونکه میتوان با کمک آنها نرم ربات ها و فناوری های لمسی گوناگونی ساخت. یک دسته از مواد به نام الاستومرهای دی الکتریک (DE) می توانند انعطاف پذیری و سختی را همزمان داشته باشند. همینطور مواد مذکور نه تنها سبک هستند، بلکه تراکم انرژی الاستیکی بالایی دارند. الاستومرهای دی الکتریک را میتوان از ترکیبات طبیعی یا مصنوعی ساخت. این مواد در واقع پلیمرهایی هستند که در مجاورت میدان الکتریکی رنگ و اندازه آنها تغییر می کند. بنابراین موادی ایده آل برای ساخت محرک (مانند ماشین هایی که انرژی برق را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند) هستند. الان بیشتر الاستومرهای دی الکتریک از آکریلیک یا سیلیکون ساخته می شوند. مواد مذکور می توانند سطح بالایی از فشار را تحمل کنند اما انعطاف پذیری ندارند. از طرفی، DE های سیلیکونی را میتوان به سادگی ساخت، اما آنها قادر به تحمل فشار بالا نیستند. محققان دانشگاه کالیفرنیا طی پژوهش خود از مواد تجاری موجود در بازار استفاده کردند. آنها مواد را طی یک فرآیند مبتنی بر اشعه فرابنفش فراروی کردند تا الاستومر دی الکتریک ساخته شده از آکریلیک را بهبود بخشند. محققان توانستند پیوند متقابل در زنجیره های پلیمر ماده را تغییر دهند تا ماده DE نرم تر و انعطاف پذیرتر شود. تغییرات در فرآیند تولید سبب شد تا محققان بتواند ورقه های نازکی از DE را بسازند که «الاستومر دی الکتریک قابل فراوری با کارایی بالا» یا PHDE نام دارد. ورقه هایPHDE هم وزن یک تار موی انسان و ضخامتی کمتر از آن دارد. محققان با قراردادن این ورقه ها روی یکدیگر می توانند محرک های مینیاتوری کوچکی بسازند که مانند بافت ماهیچه عمل می کنند و انرژی مکانیکی لازم برای به کار انداختن یک ربات کوچک را دارند. مواد نرم قبلاً به شکل لایه لایه روی یکدیگر قرار گرفته اند. روشی که برای انجام این کار استفاده می شود شامل به کارگیری یک رزین مایع است که ابتدا باید رسوب داده و سپس پخته شود. چنین فرایند مرطوبی یک محرک با لایه های ناهموار می سازد که عملکرد خوبی ندارد. بنابراین ماهیچه های مصنوعی پیشین فقط یک لایه ضخامت دارند. محققان دانشگاه کالیفرنیا روی این جنبه هم تمرکز و یک فرایند خشک را اجرا کردند که در آن ورقه های PHDE در لایه هایی با استفاده از یک تیغ رویهم قرار گرفتند. سپس این لایه ها در مجاور اشعه فرا بنفش پخته شدند. این فرایند ساده حتی به محققان این امکان را می دهد که محرک هایی بسازند که شبیه پاهای عنکبوت خم می شوند و سپس می پرند، یا حتی می پیچند و سپس می چرخند. محرک های جدید می توانند چندین برابر بیشتر از ماهیچه های زیستی نیرو تولید کنند. همینطور انعطاف پذیری آنها ۳تا ۱۰ بار بیشتر از نمونه های واقعی است. محققان در یک آزمایش نشان دادند محرکی که با این روش ساخته شده می تواند توپی با ۲۰ برابر وزن خویش را پرتاب کند. این تحقیق در نشریه ساینس انتشار یافته است.
منبع: لینك وبسایت
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب