کشف ماده ای عجیب که به تابش نور واکنش نشان می دهد - وبلاگ بیازیان

به گزارش وبلاگ بیازیان، ایسنا نوشت: محققان با الهام از موجودات زنده موادی را ایجاد نموده اند که وقتی در معرض نور قرار می گیرند، از حالت نرم به حالت سخت تبدیل می شوند.

بر اساس مطالعه نوی که در مجله ساینس(Science) منتشر شده است، برای اولین بار محققان تنها از نور و یک کاتالیزور برای تغییر خواصی مانند سختی و خاصیت ارتجاعی در مولکول های هم نوع استفاده نموده اند.

این تیم با الهام از موجودات زنده مانند درختان و صدف ها، ماده ای منحصر به فرد ایجاد نموده که 10 برابر نسبت به لاستیک طبیعی بادوام تر است و ممکن است به ساخت وسایل الکترونیکی و ربات های انعطاف پذیرتر منجر گردد.

پروفسور زکریا پیج یکی از نویسندگان این مطالعه در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: این اولین ماده در نوع خود است. توانایی کنترل کریستالیزاسیون(بلورش یا تبلور) و در نتیجه خواص فیزیکی مواد با استفاده از نور به طور بالقوه برای وسایل الکترونیکی پوشیدنی یا محرک ها در رباتیک نرم، دگرگون نماینده است.

دانشمندان مدت ها است که روی ایجاد مواد مصنوعی که ویژگی های ساختارهای زنده مانند پوست و ماهیچه را تقلید نمایند، کار می نمایند. ساختارهای موجودات زنده به راحتی کیفیت هایی مانند قدرت و انعطاف پذیری را با هم ترکیب می نماید. با این حال، هنگام استفاده از ترکیبی از مواد مصنوعی متنوع برای شبیه سازی این ویژگی ها در آزمایشگاه، محققان اغلب با شکست روبرو می شوند.

پیج می گوید: اغلب وقتی مواد را کنار هم قرار می دهند، به خصوص اگر خواص مکانیکی بسیار متفاوتی داشته باشند، می خواهند از هم جدا شوند.

با این حال، پیج و همکارانش با استفاده از نور برای تغییر اندازه سختی یا الاستیک بودن مواد می توانند ساختار ماده ای که شبیه پلاستیک است را تنظیم و اصلاح نمایند.

شیمیدانان در این استراتژی متفاوت، با یک مونومر آغاز کردند. به زبان ساده، این مولکول واحد، ساختارهای بزرگ تری به نام پلیمر را با پیوستن به مولکول های دیگر مشابه با آن، بسیار شبیه پلیمر در پرکاربردترین پلاستیک تشکیل می دهد.

محققان پس از آزمایش ده ها کاتالیزور، یکی را کشف کردند که پلیمری نیمه بلوری فراوری می کرد که در ترکیب با مونومر و قرار گرفتن در معرض نور مرئی، شبیه پلیمرهای موجود در لاستیک مصنوعی بود. به طور قابل توجهی، در جایی که نور به آن برخورد نموده بود، ماده سخت تری ایجاد شد، در حالی که بخش های نور نخورده ویژگی های انعطاف پذیری و نرمی خود را حفظ کردند.

این ماده قوی تر بود و می توانست بیشتر از سایر مواد کشیده گردد، زیرا از یک ماده واحد با خواص متمایز تشکیل شده بود.

مونومر و کاتالیزور استفاده شده در این مطالعه به راحتی به صورت تجاری در دسترس هستند و واکنش در دمای محیط رخ می دهد. علاوه بر این، منبع نور در این آزمایش، نور ال ای دی آبی بود که ارزان است.

محققان ادعا می نمایند که این واکنش از حداقل زباله های خطرناک استفاده می نماید و کمتر از یک ساعت طول می کشد و این روش را سریع، مقرون به صرفه، از لحاظ مصرف انرژی کارآمد و سازگار با محیط زیست می نماید.

به گفته تیم تحقیقاتی، این ماده ممکن است به عنوان پایه ای انعطاف پذیر برای ایمن سازی قطعات الکترونیکی در دستگاه های پزشکی یا پوشیدنی ها استفاده گردد.

در رباتیک، مواد قوی و الاستیک برای بهبود حرکت و دوام ارجح هستند، بنابراین پتانسیل استفاده از مواد نو در این صنعت نیز وجود دارد.

محققان برای تأیید بیشتر کاربرد این ماده در مرحله بعدی سعی خواهند کرد تا اشیای بیشتری با استفاده از این ماده ایجاد نمایند.

آدریان رایلسکی نویسنده ارشد این مطالعه و دانشجوی دکترا در دانشگاه فناوری آستین گفت: ما مشتاقانه منتظر کشف روش های به کارگیری این شیمی در ساخت اجسام سه بعدی حاوی اجزای همزمان سخت و نرم هستیم.

5858