پرتو بلاگ

تولید ماهیچه مصنوعی قدرتمندتر و انعطاف پذیرتر از نمونه واقعی

تولید ماهیچه مصنوعی قدرتمندتر و انعطاف پذیرتر از نمونه واقعی

پرتوبلاگ: پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس یک ماده جدید برای تولید ماهیچه مصنوعی ابداع نموده اند که از نمونه واقعی قدرتمندتر و 10بار انعطاف پذیرتر است.


به گزارش پرتوبلاگ به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، پژوهشگران از مدت ها قبل تلاش می کنند فعالیت ماهیچه های بدن را تقلید کنند برای اینکه می توان با کمک آنها نرم ربات ها و فناوری های لمسی مختلفی ساخت. یک دسته از مواد به نام الاستومرهای دی الکتریک (DE) می توانند انعطاف پذیری و سختی را همزمان داشته باشند. همین طور مواد مذکور نه فقط سبک هستند، بلکه تراکم انرژی الاستیکی بالایی دارند. الاستومرهای دی الکتریک را می توان از ترکیبات طبیعی یا مصنوعی ساخت. این مواد در حقیقت پلیمرهایی هستند که در مجاورت میدان الکتریکی رنگ و اندازه آنها تغییر می کند. بنا بر این موادی ایده آل برای ساخت محرک (مانند ماشین هایی که انرژی برق را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند) هستند. اکنون 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 طرف دیگر، DE های سیلیکونی را می توان به آسانی ساخت، اما آنها قادر به تحمل فشار بالا نیستند. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا طی پژوهش خود از مواد تجاری موجود در بازار استفاده کردند. آنها مواد را طی یک پروسه مبتنی بر اشعه فرابنفش فراروی کردند تا الاستومر دی الکتریک تولید شده از آکریلیک را بهبود بخشند. پژوهشگران توانستند پیوند متقابل در زنجیره های پلیمر ماده را تغییر دهند تا ماده DE نرم تر و انعطاف پذیرتر شود. تغییرات در پروسه تولید سبب شد تا پژوهشگران 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. پژوهشگران 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 پروسه مرطوبی یک محرک با لایه های ناهموار می سازد که عملکرد خوبی ندارد. بنا بر این ماهیچه های مصنوعی پیشین فقط یک لایه ضخامت دارند. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا روی این جنبه نیز تمرکز و یک پروسه خشک را اجرا کردند که در آن ورقه های PHDE در لایه هایی با بهره گیری از یک تیغ رویهم قرار گرفتند. سپس این لایه ها در مجاور اشعه فرا بنفش پخته شدند. این پروسه ساده حتی به پژوهشگران 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 بیش از ماهیچه های زیستی نیرو تولید کنند. همین طور انعطاف پذیری آنها ۳تا ۱۰ بار بیش از نمونه های واقعی است. پژوهشگران در یک آزمایش نشان دادند محرکی که با این روش تولید شده می تواند توپی با ۲۰ برابر وزن خودرا پرتاب کند. این تحقیق در نشریه ساینس انتشار یافته است.


منبع:

1401/04/19
14:04:12
5.0 / 5
259
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۸ بعلاوه ۲
پرتو بلاگ Parto Blog