چاپ رشته های پیچ خورده به جای ماهیچه مصنوعی! - وبلاگ طفره

به گزارش وبلاگ طفره، پژوهشگران در یک آزمایش، رشته های عضله مصنوعی را ابداع کردند که در آن چند رشته الاستومری رسانا که به عنوان دو الکترود عمل می کنند، در یک ماتریس الاستومری نرم به دور یکدیگر می چرخند. هنگامی که ولتاژ به رشته ها اعمال می شود، آن ها با انقباض پاسخ می دهند. میزان انقباض به این امر بستگی دارد که الکترود های مارپیچ هنگام چاپ چقدر محکم سیم پیچی شده اند.

پژوهشگران دانشگاه هاروارد با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی، رشته های پیچ خورده ای حاوی چند ماده ابداع کرده اند که می توانند عملکرد ماهیچه مصنوعی را داشته باشند.

به نقل از نیو اطلس، اگرچه چاپگر های سه بعدی چندماده ای از پیش وجود داشته اند، اما رشته ای که آن ها بیرون می ریزند، معمولا شامل یک ماده در هر نقطه ای از فرآیند چاپ است. یک سیستم تازه، رشته های چندماده ای واقعی را تولید می کند که از طراحی مارپیچ بسیار سودمندی برخوردار هستند.

این سیستم آزمایشی از طریق گروهی از پژوهشگران دانشگاه هاروارد (Harvard University) به سرپرستی پروفسور جنیفر لوئیس (Jennifer Lewis)، پروفسور دیوید کلارک (David Clarke) و ناتالی لارسون (Natalie Larson)، دانشجوی فوق دکتری این دانشگاه ابداع شد.

این چاپگر دارای چهار کارتریج مجزا است که هر یک از آن ها جوهر متفاوتی را شامل می شوند. هر چهار کارتریج به یک نازل متصل می شوند که یک رشته را از میان رشته های پیوسته همه جوهر ها بیرون می کشد.

از آنجا که نازل در طول فرآیند بیرون ریختن مواد می چرخد، رشته ها در یک الگوی پیچشی به صورت مارپیچ به دور یکدیگر می چرخند. همین الگو اغلب در طبیعت دیده می شود و به فیبر های عضلانی امکان انقباض و به ساقه های گیاه امکان تغییر شکل را می دهد. همچنین، این شکلی است که رشته های DNA به دست می آورند.

پژوهشگران در یک آزمایش، رشته های عضله مصنوعی را ابداع کردند که در آن چند رشته الاستومری رسانا که به عنوان دو الکترود عمل می کنند، در یک ماتریس الاستومری نرم به دور یکدیگر می چرخند. هنگامی که ولتاژ به رشته ها اعمال می شود، آن ها با انقباض پاسخ می دهند. اندازه انقباض به این امر بستگی دارد که الکترود های مارپیچ هنگام چاپ چقدر محکم سیم پیچی شده اند.

پژوهشگران، ساختار های شبکه ای متشکل از رشته های متقاطع را به وجود آوردند که به عنوان فنر عمل می کردند. با تغییر دادن اندازه پیچش رشته ها می توان فنری بودن رشته ها را در کل شبکه تنظیم کرد. چنین ساختار هایی می توانند به عنوان لولا یا اتصالات در دستگاه های رباتیک نرم مورد استفاده قرار بگیرند.

این گروه پژوهشی اکنون در حال اصلاح کردن فناوری با توجه به سایر کاربرد های ممکن هستند. لارسون گفت: با طراحی و ساخت نازل هایی با ویژگی های داخلی بیشتر، وضوح، پیچیدگی و عملکرد این ساختار های الهام گرفته از زیست می تواند بیشتر افزایش یابد.

این پژوهش، در مجله نیچر (Nature) به چاپ رسید.