دانشمندان دانشگاه چینهوا در چین به پیشرفتی در زمینه مواد هوشمند دست یافته اند که می تواند کاغذ معمولی را به ابزارهای خود چسبنده تبدیل کند تا قادر به انتقال گرما و الکتریسیته شوند.
به گزارش تکناک، این تیم یک پوشش فلزی مایع جدید ایجاد کرد که می تواند کاغذ معمولی را به یک وسیله خود چسبنده تبدیل کند که قادر به انتقال گرما و الکتریسیته هستند. اگرچه فلز مایع در مدارها و حسگرهای پوشیدنی استفاده می شود، اما احتمال استفاده از آن به عنوان پوشش تاکنون ناشناخته بوده است.
محققان با موفقیت یک آلیاژ مایع را فرموله کردند و با استفاده از تکنیک مهر زنی آن را روی کاغذ بدون نیاز به چسب اعمال کردند. این امر فرصت های جدیدی را برای ایجاد اشیاء هوشمند سبک وزن و انعطاف پذیر و ربات های نرمی که می توانند به طور مستقل در محیط های مختلف عمل کنند، باز می کند. این مطالعه که در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است، پتانسیل فلز مایع را به عنوان یک پوشش و کاربردهای مختلف آن بررسی می کند.
اشکال اوریگامی خود تاشونده
این تیم به رهبری بو یوان از دانشگاه چینهوا در چین، ترکیبات آلیاژی مختلف را برای آزمایش چسبندگی پوشش فلز مایع آزمایش کردند. آنها یک آلیاژ ایندیم/گالیوم (eGaIn) را با آلیاژی از بیسموت، ایندیم و اکسید قلع (BiInSn) مقایسه کردند و دریافتند که دومی چسبندگی و پایداری بالاتری دارد.
برخلاف eGaIn، BiInSn هنگام قرار گرفتن در معرض هوا اکسید نمی‌شود و چسبندگی را بدون نیاز به یک لایه اکسیدی تضمین می‌کند. علاوه بر این، جامد بودن BiInSn در دمای اتاق و نقطه ذوب بالاتر، مزیت دیگری را در تبدیل نشدن به مایع در دماهای زیر 62 درجه سانتیگراد ارائه می دهد.
بو یوان به Ars Technica گفت: ما باید اطمینان حاصل کنیم که چسبندگی فلز مایع در مقیاس بزرگ روی کاغذهای مختلف یکنواخت است و پایداری پوشش حفظ می شود.
مصارف کاربردی و مزایای بالقوه
این تیم کاغذهای پوشش داده شده با فلز مایع را در مکعب های اوریگامی تا کردند و مشاهده کردند که به لطف ماهیت خود چسبندگی پوشش، می توانند به طور مستقل باز و تا شوند. علاوه بر این، ساختارهای سه بعدی با استفاده از تکه‌های جداگانه کاغذ پوشش داده شده با فلز، شکل خود را بدون هیچ گونه عامل اتصال اضافی حفظ کردند.
پوشش فلزی که به گونه ای طراحی شده است که به راحتی کنده می شود، امکان بازیافت و استفاده مکرر را بدون تأثیر بر کاغذ زیرین فراهم می کند.
چشم انداز آینده
بو یوان و تیمش مشتاقانه منتظر هستند تا پوششی پیدا کنند که پس از جامد شدن، چسبندگی خود را حفظ کند. آنها بر این باورند که اسپری رنگ دوستدار زیست محیطی مبتنی بر این فناوری می تواند بسته بندی با جعبه هایی را که به خودی خود باز و بسته می شوند را متحول کند. همچنین مراقبت های بهداشتی، با باندهایی که بدون برجای گذاشتن لکه از روی پوست شما جدا می شوند.
ربات‌های نرم مجهز به پوشش فلزی مایع می‌توانند مسیریابی در زمین‌های چالش‌برانگیز را آسان‌تر کنند، با داشتن قابلیت چسبندگی آنها می توانند در صورت نیاز تا شوند یا باز شوند و به مناطقی که برای مریخ نوردهای بزرگتر مناسب نیستند وارد شوند.
یوان افزود: این مطالعه نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در تحقیقات مواد هوشمند است. با استفاده از روش ما، می توان به سرعت مواد هوشمند با رسانایی حرارتی و الکتریکی خوب و همچنین قابلیت تنظیم سختی ایجاد کرد. او نتیجه گیری کرد: من فکر می کنم که این روش ممکن است مسیر جدیدی را برای طراحی کاوشگران فضایی فراهم کند.
