جنرال لواء

مادة متغيرة الشكل فريدة من نوعها تتحول من تلقاء نفسها مع الحرارة أو الضوء

مادة متغيرة الشكل فريدة من نوعها تتحول من تلقاء نفسها مع الحرارة أو الضوء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

من Dracula إلى Mystique في الكوميديا ​​X-Men ، استحوذت المخلوقات المتغيرة على الخيال العام والمكائد. بينما لا تتمتع الكائنات الحية بالقدرة على التحول إلى كائنات جديدة (حتى الآن) ، فقد تم تصميم مادة جديدة يمكنها تغيير الأشكال بسهولة.

محفزات الضوء ودرجة الحرارة

ابتكر باحثون في جامعة كولورادو بولدر مادة تستخدم الضوء ودرجة الحرارة كمحفزات للانتقال إلى أشكال جديدة. هذا ، كما أشار الباحثون ، يسمح "للربط الحرفي المربع أن يتحول ويتناسب مع ثقب دائري."

يمكن أن يكون لهذا الابتكار فوائد محتملة في مجموعة متنوعة من الصناعات ، من التصنيع والروبوتات اللينة والأجهزة الطبية الحيوية مثل العضلات الاصطناعية إلى الاستخدامات المتعلقة بالفضاء.

قال كريستوفر بومان: "إن القدرة على تشكيل المواد التي يمكن أن تتأرجح بشكل متكرر ذهابًا وإيابًا بين شكلين مستقلين من خلال تعريضهما للضوء ستفتح مجموعة واسعة من التطبيقات والأساليب الجديدة في مجالات مثل التصنيع الإضافي والروبوتات والمواد الحيوية". مؤلف الدراسة الجديدة وأستاذ متميز في قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية في جامعة كولورادو بولدر (CHBE).

ليست هذه هي المرة الأولى التي تظهر فيها آليات تغيير الشكل. ومع ذلك ، غالبًا ما كانت الجهود السابقة بحاجة إلى مزيد من المحفزات للمواد للاستجابة. لقد تم خنقهم أيضًا بسبب مقدار قدرتهم على الحركة حسب الحجم أو حالات الكائن.

كيف يتغير شكل المادة

تزيل المادة الجديدة معظم هذه المشكلات باستخدام تحويلات ثنائية الاتجاه قابلة للبرمجة على المستوى العياني. لقد استخدموا اللدائن الكريستالية السائلة (LCEs) ، وهذه LCEs هي نفس التكنولوجيا التي يمتلكها معظم الناس في شاشات التلفزيون الخاصة بهم. إن الترتيب الجزيئي الفريد لـ LCEs يجعلها تستجيب للتغيرات الديناميكية من خلال الحرارة والضوء.

للحصول على المواد للاستجابة ، أضاف المهندسون مشغلات تعمل بالضوء إلى شبكات LCE. تم ضبط مشغلات LCE للاستجابة لطول موجي معين من الضوء. تظل هذه المحفزات غير نشطة حتى تتلامس مع محفزات الحرارة أو الضوء المناسبة.

على سبيل المثال ، يمكن للفريق برمجة المواد لتصبح بجعة أوريغامي تقليدية مطوية يدويًا. ستبقى البجعة في حالة ممتازة في درجة حرارة الغرفة ، ولكن إذا تم تسخينها 200 درجة فهرنهايت ، سوف تسترخي البجعة في ملاءة مسطحة. عندما يبرد مرة أخرى إلى درجة حرارة الغرفة ، فإنه سيستأنف شكل بجعة الأوريغامي.

قال فريق CU Boulder في بيان إنهم يخططون لمواصلة تعديل أشكال المادة الجديدة. من خلال اختبار حدوده ، يأمل الفريق أن يتمكنوا من تحديد الصناعات الأكثر ملاءمة لاستخدام اختراعهم. يأمل المهندسون حاليًا في إمكانية تطبيق مشروعهم على الأجهزة الطبية الحيوية ، مما يمنح الآليات الصارمة تقليديًا مزيدًا من المرونة - خاصة عند استخدامها داخل جسم الإنسان أو حوله.

قال ماثيو ماكبرايد ، المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة وباحث ما بعد الدكتوراه في CHBE: "إننا نعتبر هذا نظامًا تأسيسيًا أنيقًا لتحويل خصائص الكائن". "نخطط لمواصلة تحسين واستكشاف إمكانيات هذه التكنولوجيا."

تم وصف المادة بمزيد من التفصيل في طبعة حديثة من المجلة تقدم العلم.


شاهد الفيديو: برنامج شعاع ضوء مع عمرو فتحى 22-1-2021 (أغسطس 2022).