افزایش کارایی ماشین های اوریگامی با یک روش جدید

یک تحقیق به رهبری دانشگاه کورنل، واکنش‌های شیمیایی را به کار گرفت تا ماشین های اوریگامی در مقیاس کوچک، بتوانند خودشان را تا کنند تا بتوان مایعات داخل آنها را تخلیه کرد.

به گزارش تکناک، این پیشرفت می تواند راه را برای ایجاد دستگاه های کوچک و مستقلی هموار کند که به سرعت به محیط شیمیایی اطراف خود پاسخ می دهند.

نیکولاس ابوت، نویسنده این مطالعه می‌گوید: فناوری‌های بسیار خوبی برای انتقال انرژی الکتریکی به مکانیکی مانند موتور الکتریکی وجود دارد. اما اگر به دنبال انتقال مستقیم انرژی شیمیایی به مکانیکی باشید، در واقع گزینه های بسیار کمی وجود دارد.

تلاش‌های قبلی به واکنش‌های شیمیایی بستگی داشت که فقط در شرایط سخت، مانند دماهای بالای 100 درجه سانتی‌گراد رخ می‌دادند و این واکنش‌ها اغلب به‌شدت آهسته بودند و گاهی حتی تا 10 دقیقه طول می کشیدند و این روش را برای کاربردهای فناوری روزمره، غیرعملی می‌کردند.

گروه تحقیقاتی ابوت در حین بررسی داده‌های یک آزمایش کاتالیزوری، شکافی پیدا کردند: بخش کوچکی از مسیر واکنش شیمیایی شامل مراحل آهسته و سریع بود.

محققان به مواد مناسب برای استفاده از آن لحظه جنبشی سریع نیاز داشتند، بنابراین به صفحات پلاتین فوق نازک با پوشش تیتانیوم روی آوردند.

همچنین این گروه از محاسبات ساختار الکترونیکی برای تشریح واکنش شیمیایی که هنگام جذب هیدروژن در ماده در معرض اکسیژن رخ می دهد، استفاده کردند.

سپس محققان توانستند از آن لحظه حیاتی استفاده کنند که اکسیژن به سرعت هیدروژن را از بین می‌برد و باعث می‌شود ماده نازک اتمی مانند یک لولا تغییر شکل داده و خم شود.

این سیستم با سرعت 600 میلی ثانیه در هر سیکل کار می کند و می تواند در دمای 20 درجه سانتیگراد یعنی دمای اتاق، در محیط های خشک جواب دهد.

ابوت گفت: نتیجه به دست آمده کاملاً قابل تعمیم است. واکنش‌های کاتالیزوری زیادی بر اساس انواع مواد ایجاد شده‌اند. بنابراین مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و آمونیاک، همه کاندیدای استفاده به عنوان سوخت برای محرک های شیمیایی هستند.

این تیم پیش‌بینی می‌کند که این روش را برای سایر فلزات کاتالیزوری مانند پالادیوم و آلیاژهای طلای پالادیوم به کار ببرند. در نهایت این کار می‌تواند منجر به شکل گیری سیستم‌های مستقلی شود که در آن مدارهای کنترلی و محاسبات درونی توسط پاسخ خود ماده مدیریت می‌شوند، برای مثال، شکل گیری یک سیستم شیمیایی مستقل که جریان‌ها را بر اساس ترکیب شیمیایی، تنظیم می‌کند.

محققان در آخر گفتند: ما واقعاً هیجان‌زده هستیم زیرا این روش راه را برای ماشین‌های اوریگامی در مقیاس کوچک که در محیط‌های گازی کار می‌کنند نیز هموار می‌کند.