چاپ رشته های پیچ خورده به جای ماهیچه های مصنوعی!

منبع

این سیستم آزمایشی توسط گروهی از پژوهشگران «دانشگاه هاروارد»(دانشگاه هاروارد) به سرپرستی پروفسور «جنیفر لوئیس»(جنیفر لوئیس)، پروفسور «دیوید کلارک»(دیوید کلارک) و «ناتالی لارسون»(ناتالی لارسون)، دانشجوی فوق دکتری این دانشگاه ابداع شد.

از آنجایی که نازل در طول روند بیرون ریختن مواد می‌چرخد، رشته‌ها در یک الگوی پیچشی به صورت مارپیچ به دور یکدیگر می‌چرخند. همین الگوهای در طبیعت دیده می‌شود و به فیبرهای عضلانی امکان انقباض و به ساقه‌ها امکان تغییر شکل را می‌دهد. همچنین، این شکلی است که رشته‌های DNA به دست می‌آورند.

پژوهشگران، ساختارهای شبکه‌های متشکل از رشته‌های متقاطع را به وجود آوردند که به عنوان فنر عمل می‌کردند. با تغییر دادن میزان پیچش رشته‌ها می‌توان فنری بودن رشته‌ها را در کل شبکه تنظیم کرد. چنین ساختارهایی می‌توانند به‌عنوان لولا یا اتصالات در دستگاه‌های رباتیک نرم‌افزار مورد استفاده قرار بگیرند.

پژوهشگران در یک آزمایش، رشته‌های عضله مصنوعی را ابداع کردند که در آن چند رشته الاستومری را انجام دادند که به عنوان دو الکترود عمل می‌کنند، در یک ماتریس الاستومری نرم‌افزار دور همسان می‌چرخند. زمانی که ولتاژ به رشته‌ها اعمال می‌شود، آنها با انقباض پاسخ می‌دهند. میزان انقباض به این امر مربوط می شود که الکترودهای مارپیچ هنگام چاپ چقدر محکم سیمپیچی شده اند.

این گروه پژوهشی اکنون در حال اصلاح کردن فناوری با توجه به سایر کاربردهای ممکن است. لارسون گفت: با طراحی و ساخت نازل‌هایی با ویژگی‌های داخلی بیشتر، دید، پیچیدگی و عملکرد این ساختارهای الهام‌گرفته از زیست می‌تواند بیشتر افزایش یابد.

این پژوهش، در مجله «نیچر» (Nature) به چاپ رسید.

این چاپگر دارای چهار کارتریج مجزا است که هر یک از آنها جوهر متفاوتی را شامل می‌شوند. هر چهار کارتریج به یک نازل متصل می‌شود که یک رشته را از میان رشته‌های پیوسته همه جوهرها بیرون می‌کشد.

پژوهشگران «دانشگاه هاروارد» با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی، رشته‌های پیچ‌خورده‌ای حاوی چند ماده ابداع کرده‌اند که می‌توانند عملکردی را انجام دهند.