به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان از مدت‌ها قبل سعی دارند فعالیت ماهیچه‌های بدن را تقلید کنند زیرا می‌توان با کمک آنها نرم ربات‌ها و فناوری‌های لمسی متعددی ساخت.
یک دسته از مواد به نام الاستومرهای دی الکتریک (DE) می‌توانند انعطاف پذیری و سختی را همزمان داشته باشند. همچنین مواد مذکور نه تنها سبک هستند، بلکه تراکم انرژی الاستیکی بالایی دارند. الاستومرهای دی الکتریک را می‌توان از ترکیبات طبیعی یا مصنوعی ساخت. این مواد در حقیقت پلیمرهایی هستند که در مجاورت میدان الکتریکی رنگ و اندازه آنها تغییر می‌کند. به همین دلیل موادی ایده آل برای ساخت محرک (مانند ماشین‌هایی که انرژی برق را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند) هستند.
هم اکنون بیشتر الاستومرهای دی الکتریک از آکریلیک یا سیلیکون ساخته می‌شوند. مواد مذکور می‌توانند سطح بالایی از فشار را تحمل کنند اما انعطاف پذیری ندارند. از سوی دیگر، DE های سیلیکونی را می‌توان به راحتی ساخت، اما آنها قادر به تحمل فشار بالا نیستند.
محققان دانشگاه کالیفرنیا طی پژوهش خود از مواد تجاری موجود در بازار استفاده کردند. آنها مواد را طی یک فرایند مبتنی بر اشعه فرابنفش فراروی کردند تا الاستومر دی الکتریک ساخته شده از آکریلیک را بهبود بخشند.
محققان توانستند پیوند متقابل در زنجیره‌های پلیمر ماده را تغییر دهند تا ماده DE نرم‌تر و انعطاف پذیرتر شود. تغییرات در فرایند تولید سبب شد تا محققان بتواند ورقه‌های نازکی از DE را بسازند که «الاستومر دی الکتریک قابل فراوری با کارایی بالا» یا PHDE نام دارد.
ورقه هایPHDE هم وزن یک تار موی انسان و ضخامتی کمتر از آن دارد. محققان با قراردادن این ورقه‌ها روی یکدیگر می‌توانند محرک‌های مینیاتوری کوچکی بسازند که مانند بافت ماهیچه عمل می‌کنند و انرژی مکانیکی لازم برای به کار انداختن یک ربات کوچک را دارند.
مواد نرم قبلاً به شکل لایه لایه روی یکدیگر قرار گرفته اند. روشی که برای انجام این کار استفاده می‌شود شامل به کارگیری یک رزین مایع است که ابتدا باید رسوب داده و سپس پخته شود. چنین فرآیند مرطوبی یک محرک با لایه‌های ناهموار می‌سازد که عملکرد خوبی ندارد.
به همین دلیل ماهیچه‌های مصنوعی پیشین فقط یک لایه ضخامت دارند. محققان دانشگاه کالیفرنیا روی این جنبه نیز تمرکز و یک فرآیند خشک را اجرا کردند که در آن ورقه‌های PHDE در لایه‌هایی با استفاده از یک تیغ رویهم قرار گرفتند. سپس این لایه‌ها در مجاور اشعه فرا بنفش پخته شدند.
این فرآیند ساده حتی به محققان این امکان را می‌دهد که محرک‌هایی بسازند که شبیه پاهای عنکبوت خم می‌شوند و سپس می‌پرند، یا حتی می‌پیچند و سپس می‌چرخند.
محرک‌های جدید می‌توانند چندین برابر بیشتر از ماهیچه‌های زیستی نیرو تولید کنند. همچنین انعطاف پذیری آنها ۳ تا ۱۰ بار بیشتر از نمونه‌های واقعی است. محققان در یک آزمایش نشان دادند محرکی که با این روش تولید شده می‌تواند توپی با ۲۰ برابر وزن خود را پرتاب کند.
این تحقیق در نشریه ساینس منتشر شده است.
خبرگزاری مهر را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید