تحول صنعت رباتیک با ساخت یک ماده فلزی منعطف

محققان دانشگاه ملی سنگاپور با ساخت یک ماده فلزی منعطف متشکل از یک لایه فلز و خاکستر می‌توانند صنعت رباتیک را متحول کنند.

به گزارش آردی نیوز و به نقل از گیزمگ، وقتی صحبت از دستگاه‌های رباتیک نرم می‌شود، مواردی وجود دارند که مانند لاستیک نرم هستند و یا مانند برگه‌های اوریگامی تغییر شکل می‌دهند. اکنون مورد دوم با تلاش محققان دانشگاه ملی سنگاپور به زودی می‌تواند به لطف یک ماده فلزی تاشو و منعطف که رسانای الکتریکی نیز هست، سبک‌تر، مقاوم‌تر و کاربردی‌تر باشد.

رباتیک نرم به سبک ارویگامی معمولاً از ورق‌های پلاستیکی یا کاغذ تاشو ساخته می‌شود. برای اینکه آنها را به صورت الکترونیکی کاربردی کنیم، باید حسگرها و مدارها را به سطح آنها اضافه کنیم که این کار، آنها را حجیم‌تر و سنگین‌تر می‌کند و باعث کاهش انعطاف آنها می‌شود.

در ساخت این ماده جدید از کاغذ شروع می‌شود که به یک ساختار قابل انبساط و انقباض مانند آکاردئون تبدیل می‌شود. سپس آن ساختار را در محلول اکسید گرافن خیس کرده، درون محلول یون‌های پلاتین فرو می‌برند (از یون‌های طلا یا نقره نیز می‌توان استفاده کرد). سپس در گاز آرگون با دمای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود و سپس هوا با دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد به آن دمیده می‌شود.

این فرآیند منجر به تشکیل ماده‌ای متشکل از ۷۰ درصد پلاتین و ۳۰ درصد کربن آمورف یا به عبارت دیگر خاکستر می‌شود. در مرحله آخر نیز این ماده در یک محلول الاستومر خیسانده می‌شود تا تثبیت شود.

محصول نهایی یک ماده فلزی تاشو، قابل کشش و منعطف است و ضخامت آن فقط ۹۰ میکرومتر است. طبق گفته محققان وزن آن تنها نصف کاغذ است، اما برخلاف کاغذ یا پلاستیک رسانای الکتریکی است.

علاوه بر این می‌تواند درجه حرارت تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد را تا پنج دقیقه بدون سوختن تحمل کند ضمن اینکه در واکنش به جریان الکتریکی، گرما ایجاد می‌کند. این خصوصیات می‌توانند به ربات‌های دارای “ستون فقرات” در شرایط خطرناک کمک کنند و مثلا در سیاره‌هایی با دمای بسیار پایین خود را از یخ زدن نجات دهند.

آزمایشات روی این ماده همچنین نشان داده‌اند که این ماده قادر به احساس فشار مکانیکی است و از آنجا که به عنوان آنتن خود عمل می‌کند، به ربات‌ها اجازه می‌دهد تا بطور بی‌سیم با یکدیگر یا با یک اپراتور انسانی ارتباط برقرار کنند.

دانشمندان اکنون به دنبال استفاده از فلزات ارزان قیمتی مانند مس در این ماده و همچنین استفاده از موادی برای ذخیره انرژی هستند تا نیازی به باتری جداگانه نباشد. امید است که در نهایت بتوان از این ماده در برنامه‌هایی مانند ربات‌های کاوشگر و نجات یا پروتزهای سبک استفاده کرد.

این مطالعه که به سرپرستی پروفسور “چن پو-ین” انجام شد، در مجله Science Robotics منتشر شده است. /ایسنا