یک پلیمر جدید تغییر شکل دهنده با کاربردهای فراوان ساخته شد

گروهی از دانشمندان پلیمر تغییر شکل دهنده جدیدی ساخته‌اند که می‌تواند نحوه ساخت مواد نرم در آینده را تغییر دهد.

کد خبر: ۷۶۵۴۹۴

تاریخ: ۱۸ آذر ۱۴۰۳ - ۱۲:۱۰

به گزارش ایران اکونومیست، این پلیمر که با استفاده از ماده‌ای به نام الاستومر کریستالی مایع(LCE) ساخته شده است، یک ماده لاستیکی مانند نرم است که می‌تواند توسط نیروهای خارجی مانند نور یا گرما تحریک شود. این پلیمر چندکاره می‌تواند به چندین حالت تغییر کند.

به نقل از ساینس‌دیلی، شیائوگوانگ وانگ(Xiaoguang Wang)، یکی از نویسندگان این مطالعه و استادیار مهندسی شیمی و زیست مولکولی در ایالت اوهایو، می‌گوید: رفتار آن، که شبیه حرکات حیوانات در طبیعت است، شامل توانایی چرخش، کج شدن به چپ و راست، کوچک شدن و انبساط است.

وانگ می‌گوید: کریستال‌های مایع موادی هستند که دارای ویژگی‌ها و مشخصه‌های بسیار منحصربه‌فردی هستند که مواد دیگر معمولا نمی‌توانند به آنها دست یابند. کار کردن با آنها جذاب است.

توانایی این پلیمر جدید در تغییر شکل می‌تواند آن را برای ایجاد ربات‌های نرم یا ماهیچه‌های مصنوعی و سایر دستگاه‌های با فناوری پیشرفته در پزشکی و سایر زمینه‌ها مناسب کند.

امروزه کریستال‌های مایع بیشتر در تلویزیون‌ها و نمایشگرهای تلفن همراه استفاده می‌شوند، اما این مواد اغلب با گذشت زمان تخریب می‌شوند. اما با گسترش ال‌ای‌دی‌ها، بسیاری از محققان بر روی توسعه برنامه‌های کاربردی جدید برای کریستال‌های مایع متمرکز شده‌اند.

برخلاف مواد معمولی که فقط می‌توانند در یک جهت خم شوند یا برای ایجاد اشکال پیچیده به چندین جزء نیاز دارند، پلیمر این گروه یک جزء واحد است که می‌تواند در دو جهت خم شود. وانگ می‌گوید: این ویژگی به نحوه قرار گرفتن مواد در معرض تغییرات دما برای کنترل فازهای مولکولی پلیمر مرتبط است.

او گفت: کریستال‌های مایع دارای نظم جهت‌گیری هستند، به این معنی که می‌توانند تراز شوند. هنگامی که ما این ماده را گرم می‌کنیم، آنها به فازهای مختلف تبدیل می‌شوند که باعث تغییر در ساختار و خواص آنها می‌شود.

این بدان معناست که مولکول‌ها یا همان واحدهای سازنده کوچک ماده، که زمانی در جای خود ثابت بودند، می‌توانند به گونه‌ای هدایت شوند که انعطاف‌پذیری بیشتری داشته باشند.

پلیمر این مطالعه به طور بالقوه می‌تواند چندین زمینه علمی و فناوری، از جمله سیستم‌های تحویل داروی کنترل‌شده، دستگاه‌های حسگر زیستی و ربات‌های نرم نسل بعدی را ارتقا دهد.

آلن ویبل(Alan Weible)، یکی از نویسندگان این مطالعه و دانش آموخته مهندسی شیمی و زیست مولکولی در ایالت اوهایو، می‌گوید: یکی از مهم‌ترین یافته‌های این مطالعه، سه فازی است که ماده با تغییر دمای خود طی می‌کند. در طول این فازها، مولکول‌ها جابه‌جا می‌شوند و به شکل‌های مختلف در می‌آیند.

او گفت: این فازها یکی از فاکتورهای کلیدی است که ما آن را بهینه سازی کردیم تا امکان تغییر شکل دوسویه مواد را فراهم کنیم.

محققان خاطرنشان می‌کنند که با پیشرفت‌های محاسباتی آینده، پلیمر آنها در نهایت می‌تواند ابزار مفیدی برای مقابله با موقعیت‌های حساس باشد، مانند مواردی که به طراحی دقیق ماهیچه‌ها و مفاصل مصنوعی یا ارتقاء نانو ربات‌های نرم مورد نیاز برای جراحی‌های پیچیده است.