ابداع ماده‌ای نرم که با تابش نور صاف می‌شود



معلم با الهام از موجودات زنده موادی را ایجاد کرده است که وقتی در معرض نور قرار می‌گیرند، از حالت نرم به حالت سخت می‌شوند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، بر اساس مطالعات اقتصادی که در مجله “ساینس”(Science) منتشر شده است، برای اولین بار تنها از نور و یک آلیزور برای تغییر خواص مانند سختی و خاصیت ارتجاعی در مولکول های هم نوع استفاده کرده است.

این تیم با الهام از موجودات زنده مانند درختان و صدف‌ها، ماده‌ای خاص به‌ فرد ایجاد می‌کند که ۱۰ برابر با لاستیک طبیعی بادوام‌تر است و ممکن است به وسایل الکترونیکی و ربات‌های تبدیل‌پذیر ساخته شود.

کنترل خواص یک ماده با استفاده از نور به عنوان یک محرک به طور بالقوه دگرگون کننده است

پروفسور زکریا پیج یکی از نویسندگان این مطالعه در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: این اولین ماده در نوع خود است. کنترل کریستالیزاسیون (بلورش یا تبلور) و در نتیجه خواص مواد با استفاده از نور به طور بالقوه برای وسایل الکترونیکی پوشیدنی یا محرک‌ها در نرم‌افزار، دگرگون‌کننده است.

بلورش یا بلوریشدن یا تبلور (Crystallization) فرآیندی است که طی آن یک بلور جامد از یک محلول، بخار یا مذاب ماده‌ای ایجاد می‌شود. تولید بلور در جداسازی و تولید مواد شیمیایی در صنایع مختلف کاربرد دارد. بلور یک ماده عبارت است از جهت یافتگی ذره‌ای و آرایش مولکولی و تثبیت این نظم در ماده.

مدت‌هاست که روی ایجاد مواد مصنوعی که ویژگی‌های ساختارهای زنده مانند پوست و ماهیچه را تقلید کنند، کار می‌کنند. ساختارهای موجودات زنده به راحتی کیفیت‌هایی مانند قدرت و پذیرنده را با هم ترکیب می‌کند. با این حال، هنگام استفاده از مواد مصنوعی مختلف برای شبیه‌سازی این ویژگی‌ها در آزمایشگاه، عوامل با شکست می‌شوند.

پیج می‌گوید: برخی مواد را در کنار هم قرار می‌دهند، به خصوص اگر مکانیکی بسیار متفاوت باشند، می‌خواهند از هم جدا شوند.

با این حال، پیج و همکارانش با استفاده از نور برای تغییر میزان سختی یا الاستیک بودن مواد می‌توانند ساختار مواد را داشته باشند که شبیه پلاستیک است را تنظیم و اصلاح کنند.

به طور قابل توجهی، ماده سخت‌تری در جایی که نور آن را لمس می‌کرد، ایجاد شد

شیمیدانان در این استراتژی متفاوت، با یک مونومر شروع کردند. به زبان ساده، این مولکول واحد، ساختارهای بزرگ‌تری به نام پلیمر را با پیوستن به مولکول‌های دیگر مشابه با آن، بسیار شبیه پلیمر در پرکاربردترین پلاستیک تشکیل می‌دهد.

محققان پس از آزمایش ده‌ها کاتالیزور، یکی را کشف کردند که پلیمری «نیمه بلوری» تولید می‌کرد که در ترکیب با مونومر و قرار گرفتن در معرض نور مری، شبیه پلیمرهای موجود در لاستیک مصنوعی بود. به طور قابل توجهی، در جایی که نور به آن برخورد کرده بود، ماده سخت‌تری ایجاد شد، در حالی که بخش‌های نور نخورده ویژگی‌های پذیری و نرمی خود را حفظ کردند.

این ماده قوی‌تر بود و می‌توانم بیشتر از سایر مواد کشیده شود، زیرا از یک ماده واحد با خواص متمایز تشکیل شده بود.

این روش جدید، سریع، مقرون به صرفه، از نظر مصرف انرژی کارآمد و سازگار با محیط زیست است

مونومر و کاتالیزور استفاده شده در این مطالعه به راحتی به صورت تجاری در می‌آید و در محیطی که می‌دهد، واکنش نشان می‌دهد. علاوه بر این، منبع نور در این آزمایش، نور الایدی آبی بود که ارزان است.

برخی ادعا می‌کنند که این واکنش از مواد غذایی خطرناک می‌شود و کمتر از یک ساعت طول می‌کشد و این روش را سریع، مقرون‌به‌صرفه، از نظر مصرف انرژی کارآمد و سازگار با محیط‌زیست می‌کند.

در رباتیک، استفاده از مواد محکم و کشسان برای افزایش حرکت و دوام می‌شود

به گفته تیم تحقیقاتی، این ماده ممکن است به عنوان پایه‌ای پذیرفته شود برای ایمن‌سازی قطعات الکترونیکی در دستگاه‌های پزشکی یا پوشیدنی‌ها استفاده می‌شود.

در رباتیک، مواد قوی و الاستیک برای بهبود حرکت و دوام ارجح هستند، بنابراین پتانسیل از مواد جدید در این صنعت نیز وجود دارد.

ارزش برای استفاده بیشتر از این ماده در مرحله بعدی سعی خواهد کرد تا اشیای بیشتر با استفاده از این ماده ایجاد کننده باشد.

آدریان رایلسکی نویسنده ارشد این مطالعه و دانشجوی دکترا در دانشگاه فناوری آستین اظهار داشت: ما مشتاقانه منتظر کشف روش‌های کارگیری این شیمی در ساخت اجسام سه بعدی شامل اجزای سخت و نرم است.

انتهای پیام



منبع