به گزارش الفبای رشد به نقل از ایسنا، پژوهشگران دانشگاه مکگیل (McGill University) کانادا در دو مطالعه مستقل، از توسعه نسل جدیدی از مواد فوقنازک مبتنی بر فیلمهای گرافن اکسید خبر دادهاند؛ موادی که قادرند حرکت کنند، تا بخورند، باز شوند و شکل خود را بهصورت هوشمند تغییر دهند. این دستاورد، افقهای تازهای را پیشروی حوزه رباتهای نرم و ادوات تطبیقپذیر قرار داده است؛ حوزهای که بهدنبال ساخت ماشینهایی انعطافپذیر، ایمن و سازگار با محیطهای حساس انسانی است. این مواد بهگونهای طراحی شدهاند که رفتاری شبیه «اوریگامی زنده» از خود نشان دهند؛ به این معنا که ورقههای تخت آنها میتوانند به ساختارهایی تبدیل شوند که راه میروند، میچرخند، واژگون میشوند و حتی حرکت خود را حس میکنند. هدف اصلی این پژوهشها، غلبه بر محدودیتهای دیرینهای بوده است که تاکنون مانع استفاده عملی از عملگرهای مبتنی بر گرافن اکسید شدهاند؛ محدودیتهایی مانند شکنندگی، دشواری تولید انبوه و پیچیدگی در ایجاد حرکات برنامهپذیر و چندمرحلهای.
برای رفع این چالشها، تیم تحقیقاتی موفق شده است فیلمهایی از گرافن اکسید بسازد که در عین استحکام، انعطافپذیری بالایی دارند. این ورقههای کاغذمانند را میتوان به شکلهای الهامگرفته از اوریگامی تا کرد، بیآنکه ترک بردارند یا دچار شکست ساختاری شوند. در عین حال، پایداری مکانیکی آنها حفظ میشود؛ ویژگیای که این مواد را به گزینهای مناسب برای رباتهای نرم تبدیل میکند، رباتهایی که باید در نزدیکی انسان و بدون استفاده از اجزای سخت یا موتورهای سنگین فعالیت کنند.
پژوهشگران نشان دادهاند که این ساختارهای اوریگامیشده از گرافن اکسید را میتوان بهگونهای برنامهریزی کرد که به محرکهای ساده محیطی واکنش نشان دهند و حرکت کنترلشده ایجاد کنند؛ آن هم بدون نیاز به سیمکشی، باتری یا سختافزارهای حجیم. این ویژگی، گامی مهم در جهت سادهسازی طراحی رباتهای نرم و افزایش قابلیت اطمینان آنها در محیطهای واقعی محسوب میشود.
در یکی از این مطالعات، ساختارهای اوریگامی مستقیماً به رطوبت پاسخ میدهند. زمانی که در معرض بخار آب یا رطوبت قرار میگیرند، بخشهای تاخورده باز میشوند و با خشکشدن محیط، دوباره به حالت اولیه بازمیگردند. این حرکت رفتوبرگشتی و برگشتپذیر باعث میشود ماده بتواند بهعنوان یک عملگر عمل کند؛ عملگری که انرژی خود را نه از منبع خارجی، بلکه مستقیماً از شرایط محیطی دریافت میکند.
