ساخت مواد خود ترمیم شونده از ژلاتین و نمک

یک ماده ژله مانند و ارزان قیمت که توسط محققان دانشگاه کمبریج ساخته شده است؛ می‌تواند فشار، دما و رطوبت را حس کند. این مواد بر خلاف ربات‌های خود ترمیم کننده قبلی، می‌توانند تا حدی خود را در دمای اتاق ترمیم کنند.

دیوید هاردمن از دپارتمان مهندسی کمبریج و نویسنده اول این مقاله، گفت: ادغام حسگر‌های نرم در رباتیک این امکان را می‌دهد که اطلاعات بیشتری از ربات‌ها به دست آوریم.

هاردمن و همکارانش در این مطالعه در زمینه توسعه مواد حسگر نرم و خود ترمیم شونده برای دست‌ها و بازو‌های رباتیک فعالیت کرده اند. این ماده می‌تواند تشخیص دهد که چه زمانی آسیب دیده است و اقدامات لازم را برای ترمیم موقت خود انجام دهد.

نسخه‌های قبلی ربات‌های خود ترمیم شونده برای ترمیم خود نیاز به گرم کردن داشتند؛ اما محققان کمبریج اکنون در حال ابداع موادی هستند که می‌توانند در دمای اتاق ترمیم شوند. این ویژگی، مواد یاد شده را برای کاربرد‌های دنیای واقعی مفیدتر می‌کند.

هاردمن گفت: کار با یک ماده کشسان و مبتنی بر ژلاتین که ارزان قیمت، زیست تخریب‌پذیر و زیست سازگار است، شروع شد و آزمایش‌های مختلفی در مورد نحوه ترکیب حسگر‌ها در مواد با افزودن بسیاری از اجزای رسانا انجام شد.

محققان دریافته اند که چاپ حسگر‌های حاوی کلرید سدیم (نمک) به جای جوهر کربن به تولید ماده‌ای با خواصی منجر می‌شود که به دنبال آن بوده اند. از آن جا که نمک در هیدروژل مملو از آب به صورت محلول است، این محلول یک کانال یکنواخت برای هدایت یونی (حرکت یون‌ها) فراهم می‌کند. افزودن نمک همچنین حس کشش‌های بیش از سه برابر طول سنسور را فعال می‌کند، به طوری که این ماده را می‌توان در دستگاه‌های رباتیک انعطاف‌پذیر و قابل کشش گنجاند.

ساخت مواد خود ترمیم شونده با چاپ سه بعدی یا ریخته گری ارزان قیمت و آسان است. آن‌ها به بسیاری از جایگزین‌های موجود ارجحیت دارند؛ زیرا استحکام و پایداری طولانی مدت را بدون خشک شدن نشان می‌دهند و از مواد کاملاً در دسترس و ایمن برای مواد غذایی ساخته شده اند.

این هیدروژل‌های خود ترمیم شونده به خوبی با طیف وسیعی از مواد مختلف پیوند می‌خورند؛ به این معنی که می‌توان آن‌ها را به راحتی با انواع دیگر رباتیک ترکیب کرد.

مشروح این ماده در مجله NPG Asia Materials منتشر شده است.