هذه الشبكات ، المعروفة باسم الجرافين ، مصنوعة من الكربون النقي ولها مظهر من القماش المعدني ، إذا لوحظ تحت عدسة مكبرة. نظرًا لخواصه الضوئية والكهربائية والميكانيكية الفريدة ، يُستخدم الجرافين بالفعل في مجال الإلكترونيات وتخزين الطاقة والمواد المركبة والطب الحيوي.
ومع ذلك ، من الصعب للغاية التعامل مع خواص الكربون هذه لأنها تجعد بسهولة ، والتي ، حسب الظروف ، يمكن أن تكون خاصية إيجابية أو سلبية. لسوء الحظ ، لم يتمكن العلماء حتى الآن من التحكم في تجاعيد وتمديد أسطح الجرافين الكبيرة ، للاستفادة من جميع خصائصها ، وفقًا لتقارير Trends 21.
يقارن مهندس جامعة Duke ، Xuanhe Zhao ، هذا الجانب من الجرافين بالفرق بين الورق العادي والورق الرطب في البيانات التي تم جمعها في بيان من جامعة Duke: "إذا تم تجعد ورقة عادية ، يمكنك العودة إلى ومع ذلك ، فإن الجرافين يشبه الأنسجة الرطبة ، وهو رقيق للغاية ولزج ، ويصعب نشره بمجرد التجاعيد ، وقد طورنا طريقة لحل هذه المشكلة ، وبالتالي التحكم في التجاعيد و تمتد من أفلام الجرافين واسعة النطاق. "
كيف تم ذلك
ما فعله المهندسون هو ربط الجرافين بفيلم مطاطي سبق أن امتد عدة مرات ، من حجمه الأصلي.
بمجرد أن ينتف هذا الامتداد ، تم فصل جزء من الجرافين عن المطاط ، بينما بقي جزء آخر مرتبطًا بالمطاط ، مما شكل نمطًا مرفقًا ومعلقًا لا يتجاوز بضعة نانومتر.
مع انتفاخ المطاط ، يتم ضغط الجرافين المنفصل للتجاعيد. ولكن عندما تم تمديد الفيلم المطاطي مرة أخرى ، دفع الجرافين المرفق الجرافين المنهار إلى أن يتم تمديده. يقول تشاو: "بهذه الطريقة ، يمكن التحكم في تجعد وتمدد مساحة كبيرة من الجرافين بسماكة ذرية ببساطة عن طريق تمديد ونشر فيلم مطاطي ، حتى باليد". تم نشر نتائج دراستهم في مجلة Nature Materials.
وقال جيان فنغ تسانغ ، أول مؤلف لهذه المقالة: "تفتح طريقتنا الطريق أمام استغلال غير مسبوق لخصائص الجرافين المتجعد ووظائف الجرافين". "على سبيل المثال ، بفضل هذا النظام ، يمكننا ضبط الجرافين ليكون شفافًا أو غير شفاف من خلال تجعده ، وتعديله مرة أخرى عن طريق مده" ، يضيف زانغ.
عضلات تسيطر عليها الكهرباء
من ناحية أخرى ، قام مهندسون Duke بدمج الجرافين مع أفلام بوليمر مختلفة لتطوير مادة يمكن أن تعمل كأنسجة عضلية اصطناعية وتتقلص وتتوسع حسب الطلب.
يمكن التحكم في هذه الحركات بالكهرباء. عندما تم تطبيق هذا على عضلة الجرافين ، فسوف يتوسع. عندما تتم إزالة الكهرباء ، سوف تسترخي العضلات. عن طريق تغيير الجهد ، يمكن أيضًا توجيه درجة الانكماش أو الاسترخاء. "في الواقع ، فإن تجعد وتمديد الجرافين سيتيح تشوهًا كبيرًا في العضلات الاصطناعية" ، يوضح زانغ.
يقول تشاو: "ستكون العضلات الاصطناعية الجديدة مفيدة للتكنولوجيات المتنوعة ، من الروبوتات إلى إدارة العقاقير أو التقاط الطاقة وتخزينها".
"على وجه الخصوص ، يعدون بتحسين كبير في نوعية حياة ملايين الأشخاص ذوي الإعاقة ، الذين قد يكون لديهم أجهزة مثل الأطراف الاصطناعية الخفيفة. قد يكون تأثير العضلات الاصطناعية الجديدة مماثلاً لتأثير المواد الكهروإجهادية في المجتمع العالمي".
المصدر: www.DiarioSalud.net
