ساخت مواد خود ترمیم شونده از ژلاتین و نمک

به گزارش روز یکشنبه گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه اینترنتی یورک الرت، این مواد ژله مانند و ارزان قیمت که توسط محققان «دانشگاه کمبریج» ساخته شده است، می تواند فشار، دما و رطوبت را حس کند. همچنین این مواد بر خلاف ربات‌های خود ترمیم کننده قبلی، می‌توانند تا حدی خود را در دمای اتاق ترمیم کنند.

فناوری‌های حسگر نرم می‌توانند رباتیک، رابط‌های لمسی و دستگاه‌های پوشیدنی را در میان سایر کاربردها تغییر دهند. با این حال، بیشتر فناوری‌های حسگر نرم بادوام نیستند و مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کنند.

«دیوید هاردمن» از دپارتمان مهندسی کمبریج و نویسنده اول این مقاله، می گوید: ادغام حسگرهای نرم در رباتیک این امکان را می دهد که اطلاعات بیشتری از ربات ها به دست آوریم. هاردمن و همکارانش در این مطالعه در زمینه توسعه مواد حسگر نرم و خود ترمیم شونده برای دست ها و بازوهای رباتیک فعالیت کرده اند. این مواد می تواند تشخیص دهد که چه زمانی آسیب دیده اند، اقدامات لازم را برای ترمیم موقت خود انجام دهند و سپس کار را از سر گیرند و همه این کارها را بدون نیاز به تعامل انسانی انجام می دهند.

دکتر «توماس جرج تورتل» از دپارتمان مهندسی کمبریج گفت که سال ها بر روی مواد خودترمیم شوند کارکرده اند، اما اکنون به دنبال روش های سریعتر و ارزان قیمت تری برای ساخت ربات های خود ترمیم شونده هستند.

نسخه‌های قبلی ربات‌های خود ترمیم شونده برای ترمیم خود نیاز به گرم کردن داشتند، اما محققان کمبریج اکنون در حال ابداع موادی هستند که می‌توانند در دمای اتاق ترمیم شوند، این ویژگی، مواد یاد شده را برای کاربردهای دنیای واقعی مفیدتر می‌کند.

هاردمن گفت: کار با یک ماده کشسان و مبتنی بر ژلاتین که ارزان قیمت، زیست تخریب‌پذیر و زیست سازگار است شروع شد و آزمایش‌های مختلفی در مورد نحوه ترکیب حسگرها در مواد با افزودن بسیاری از اجزای رسانا انجام شد.

محققان دریافتند که چاپ حسگرهای حاوی کلرید سدیم - نمک - به جای جوهر کربن به تولید ماده ای با خواصی منجر می شود که به دنبال آن بودند. از آنجا که نمک در هیدروژل مملو از آب به صورت محلول است، این محلول یک کانال یکنواخت برای هدایت یونی - حرکت یون ها - فراهم می کند. افزودن نمک همچنین حس کشش‌های بیش از سه برابر طول سنسور را فعال می‌کند، به طوری که این ماده را می‌توان در دستگاه‌های رباتیک انعطاف‌پذیر و قابل کشش گنجاند.

ساخت مواد خود ترمیم شونده چه با چاپ سه بعدی یا ریخته گری ارزان قیمت و آسان است. آنها به بسیاری از جایگزین های موجود ارجحیت دارند؛ زیرا استحکام و پایداری طولانی مدت را بدون خشک شدن نشان می دهند و از مواد کاملاً در دسترس و ایمن برای مواد غذایی ساخته شده اند.

این هیدروژل های خود ترمیم شونده به خوبی با طیف وسیعی از مواد مختلف پیوند می خورند، به این معنی که می توان آنها را به راحتی با انواع دیگر روباتیک ترکیب کرد. برای مثال، بسیاری از تحقیقات در آزمایشگاه Bio-Inspired Robotics، که محققان در آن مستقر هستند، بر توسعه دست‌های مصنوعی متمرکز شده‌اند.

مشروح این ماده در مجله NPG Asia Materials منتشر شده است.