فیبرهایی که جایگزین عضلات می شوند
بیست و یکم: پژوهشگران آمریکایی، انواعی از فیبر را ابداع نموده اند که می توانند حرکت عضلات بدن را کنترل کنند و اندام های مصنوعی را بهبود ببخشند.
به گزارش بیست و یکم به نقل از ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، تقلید از بدن انسان خصوصاً توسط محرک هایی که حرکت عضلات را کنترل می کنند، در سراسر جهان بسیار مورد توجه است. در سالهای اخیر، نوآوری های بسیاری برای بهبود فناوری رباتیک، اندام های مصنوعی و موارد دیگر انجام شده است اما ایجاد این محرک ها بطور معمول فرآیندهای پیچیده ای را با بهره گیری از مواد گرانقیمت شامل می شود.
پژوهشگران "دانشگاه تگزاس در آستین" (UT Austin) و "دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا" (Penn State)، نوع جدیدی از فیبر را ابداع نموده اند که می تواند مانند یک محرک عضلانی عمل کند و از بسیاری جهات بهتر از سایر گزینه های موجود باشد. مهم تر از همه اینکه ساختن و بازیافت این فیبرهای شبیه به عضله، ساده است.
این گروه پژوهشی در یک پروژه جدید نشان دادند که این فیبر در مقایسه با گزینه های موجود، کارآمدتر و انعطاف پذیرتر است و می تواند فشار بیشتری را تحمل کند. از این فیبر می توان در زمینه های گوناگونی همچون پزشکی و رباتیک بهره برد.
"مانیش کومار" (Manish Kumar)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: می توان بجای استفاده از موتور مکانیکی، اندامی را از این فیبرها ساخت که به محرک ها پاسخ می دهد و به بازیابی قدرت کمک می نماید.
بازوی رباتیک تولید شده از این فیبر را می توان در یک اسکلت بیرونی به کار برد تا کمکی برای افراد دارای بازوهای ضعیف باشد و به بازیابی حرکت و قدرت آنها کمک نماید. بگفته پژوهشگران، یکی دیگر از کاربردهای بالقوه این فیبر می تواند ارائه نوعی بانداژ باشد که قابلیت بسته شدن خودکار دارد و می توان از آن در جراحی استفاده نمود. این بانداژ بطور طبیعی بعد از بهبود زخم، در بدن از بین می رود.
"رابرت هیکی" (Robert Hickey)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: عملگرهای مکانیکی، موادی هستند که تحت تاثیر هر محرک بیرونی، تغییر شکل می دهند. همچون آنها می توان به قطعاتی از یک دستگاه اشاره نمود که منقبض یا منبسط می شوند. برای فناوری هایی مانند فناوری های رباتیک، باید نسخه های نرم و سبک وزن این مواد را توسعه دهیم که می توانند مانند عضلات مصنوعی عمل کنند. کار ما در حقیقت یافتن روش جدیدی برای انجام دادن این کار است.
فیبرهای موجود برای تحریک واکنش هایی که قطعات را به یکدیگر متصل می کنند، به جریان الکتریکی نیاز دارند. این اتصال در مقایسه با اتصال فیبر جدید این گروه پژوهشی، دشوارتر است. این بدان معناست که در این تکنولوژی جدید، بیشتر کار را خود قطعات انجام می دهند. یکی دیگر از مزایای مورد توجه این است که به آسانی می توان پروسه را معکوس کرد و قطعات فیبر را به حالت اولیه خود بازگرداند.
کومار اظهار داشت: سهولت ساخت این فیبرها از پلیمر و قابلیت بازیافت آنها بسیار مهمست و این جنبه ای است که خیلی از پژوهش های انجام شده در مورد عضلات مصنوعی، آنرا پوشش نمی دهند.
پژوهشگران دریافتند که فیبرهای آنها از نظر تبدیل انرژی به حرکت، تا ۷۵ درصد کارآمدتر هستند، می توانند تا ۸۰ درصد فشار بیشتری را تحمل کنند و با سرعت و نیروی بیشتری نسبت به محرک های موجود بچرخند.
این کشف زمانی صورت گرفت که پژوهشگران اهتمام داشتند از این پلیمرها در ساخت غشاهایی برای تصفیه آب استفاده کنند. ساختارهایی که آنها ابداع کردند، تا پنج برابر طول اولیه خود کشیده شدند و آن طول را حفظ کردند. پژوهشگران متوجه شدند که این خاصیت ها مشابه بافت عضلانی است؛ بدین سبب تصمیم گرفتند تا مرکز توجه خودرا تغییر دهند.
پژوهشگران هنوز در مراحل اولیه این پروژه هستند و در مرحله بعدی قصد دارند در مورد تغییرات ساختاری پلیمر بیشتر بیاموزند و تعدادی از خواص آن مانند میزان انرژی و سرعت را بهبود ببخشند. همین طور آنها ممکنست از همین روش برای ایجاد عملگرهای مکانیکی استفاده کنند که به محرک های مختلف مانند نور پاسخ می دهند.
این پژوهش، در مجله "Nature Nano" به چاپ رسید.
منبع: 21th.ir
این مطلب بیست و یکم را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب