مثير للإعجاب

مادة مصنوعة بمرونة المطاط وصلابة المعدن

مادة مصنوعة بمرونة المطاط وصلابة المعدن

إيداع الصور

مثل وصف شخصية من فيلم فكاهي DC ، طور باحثون من جامعة ولاية كارولينا الشمالية أليافًا تجمع بين قوة المعدن ومرونة المطاط.

انظر أيضًا: هذه البوليمرات المزروعة تحاكي الجلد الشاميلي

تحتوي هذه المادة الجديدة الثورية على مجموعة من التطبيقات التي يمكن استخدامها في العالم النامي لروبوتات الذكاء الاصطناعي والتعبئة والتصنيع.

المواد الفائقة الجديدة

قطع عميق لأولئك المألوفين (أو المهووسين بقصص DC المصورة) يعتبر Rubberband Man مضادًا للبطل مع القدرة على مد جسده إلى أطوال لا تصدق وتحمل الضرر الهائل ، وذلك بفضل جسمه المتين للغاية. المادة الجديدة تتصرف بطريقة مماثلة.

تتمتع الأربطة المطاطية بالقدرة على التمدد بعيدًا جدًا باستخدام القليل جدًا من الطاقة ، بينما تستهلك الأسلاك المعدنية طاقة هائلة للتحرك أو حتى تشكيلها. كما صرح مايكل ديكي ، أستاذ ألكوا للهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية في ولاية نورث كارولاينا ، "تتمتع أليافنا بأفضل ما في العالمين".

إذن ما هو مصنوع؟ ابتكر الباحثون هذه الألياف الجديدة باستخدام لب من معدن الغاليوم محاط بغلاف بوليمر مرن. حتى أثناء وضعها تحت ضغط هائل ، تتمتع الألياف بقوة النواة المعدنية.

إذا كسر المعدن الألياف لا يفشل لأن غلاف البوليمر يمتص الضغط بين الشقوق في المعدن وينقل الضغط مرة أخرى إلى قلب المعدن. فكر في الأمر كعلاقة مشابهة للطريقة التي تربط بها الأنسجة البشرية العظام.

يصف مايكل ديكي: "في كل مرة ينكسر فيها اللب المعدني فإنه يتبدد الطاقة ، مما يسمح للألياف بالاستمرار في امتصاص الطاقة أثناء استطالة".

"بدلاً من الانجذاب إلى قسمين عند التمدد ، يمكن أن يمتد حتى سبعة أضعاف طوله الأصلي قبل الفشل ، بينما يتسبب في العديد من الانقطاعات الإضافية في السلك على طول الطريق. للتفكير في الأمر بطريقة أخرى ، لن تنكسر الألياف وتسقط الوزن الثقيل. وبدلاً من ذلك ، من خلال إطلاق الطاقة بشكل متكرر من خلال الفواصل الداخلية ، تعمل الألياف على خفض الوزن ببطء وثبات ".

كما ذكرنا أعلاه ، فإن المادة لها بعض أوجه التشابه مع الأعضاء البشرية ، وبشكل أكثر تحديدًا جلد الإنسان. لقد استوحى ديكي وفريقه الإلهام من جسم الإنسان لأن جلد الإنسان نفسه له خصائص مرنة تحافظ على أجسامنا آمنة تحت ضغط هائل.

يقول ديكي: "هذا مجرد دليل على المفهوم ، لكنه يحمل الكثير من الإمكانات. نحن مهتمون برؤية كيف يمكن استخدام هذه الألياف في الروبوتات اللينة أو عند نسجها في المنسوجات لتطبيقات مختلفة".


شاهد الفيديو: الازميل وادوات الحفر وكيف ترفع كفائتها (ديسمبر 2021).