کد خبر : 80397
/ 20:47

ساخت پوست الکترونیکی جدید با قابلیت خودترمیمی و بازیافت کامل

محققان دانشگاه بولدر کلورادو نوع جدیدی از پوست الکترونیکی انعطاف‌پذیر با قابلیت ترمیم و بازیافت کامل ساختند که در حوزه‌های متعددی ازجمله صنایع رباتیک و اندام‌های مصنوعی و همچنین تجهیزات پزشکی کاربرد دارند.

ساخت پوست الکترونیکی جدید با قابلیت خودترمیمی و بازیافت کامل

به گزارش شهرآرا آنلاین از پایگاه خبری ساینس دیلی، پوست الکترونیکی یک ماده شفاف است که می‌تواند عملکرد و ویژگی‌های مکانیکی پوست انسان را شبیه‌سازی کند. این پوست مصنوعی دربرگیرنده حسگرهایی برای اندازه گیری فشار، دما، رطوبت و جریان هوا است و چندین ویژگی منحصر به فرد دارد. 

برای مثال این پوست مصنوعی از یک پلیمر شبکه‌ای پویا با پیوندهای کووالانسی تشکیل شده که با عنوان پلی مین شناخته می‌شود. همچنین به منظور افزایش استحکام مکانیکی، پایداری شیمیایی و رسانایی الکتریکی، سطح آن با لایه‌ای از نانوذرات نقره پوشیده شده است.

پیوندهای شیمیایی این پلیمر به گونه‌ای است که امکان ترمیم خودکار و بازیافت کامل آن را در دمای اتاق فراهم می‌کند. با وجود میلیون‌ها تن ضایعات الکترونیکی موجود در جهان، قابلیت بازیافت کامل این تجهیزات هم از دید اقتصادی و هم از دیدگاه زیست محیطی دارای آثار بسیار خوبی است. 

به منظور بازیافت این پوست الکترونیکی، آن را درون محلولی قرار می دهند که موجب تجزیه پلیمر به الیگومرها و مونومرهایی می‌شود که در اتانول حل می‌شوند. نانوذرات نقره نیز در کف محلول ته‌نشین می‌شوند. از محلول به دست آمده می‌توان برای ساخت پوست الکترونیکی جدید استفاده کرد.

افرادی که دچار قطع عضو شده‌اند، نمی‌توانند نیروی به‌کارگرفته‌شده در اندام مصنوعی خود را احساس کنند؛ اما ممکن است پوست الکترونیکی قابل‌انعطاف، خودترمیم و صددرصد بازیافت‌پذیری که پژوهشگران دانشگاه کلرادو بولدر ابداع کرده‌اند، این شرایط را تغییر دهد.

این اختراع می‌تواند راه را برای توسعه و عرضه اعضای مصنوعی پیشرفته‌ای هموار کند که به بیمارانی که دچار قطع عضو شده‌اند، قابلیت احساس دما و فشار را در اندام‌های مصنوعی‌شان بدهد.

این ماده ابداعی نازک و نیمه‌شفاف که «پوست الکترونیکی» نام گرفته، برخی ویژگی‌های عملکردی و مکانیکی پوست واقعی انسان را شبیه‌سازی می‌کند.

این پوست مصنوعی برای سنجش فشار، دما، جریان هوا و رطوبت، حسگرهایی دارد که می‌تواند به تولید اعضای مصنوعی بهتر کمک کند. توانایی این پوست الکترونیکی برای احساس فشار، عامل تعیین‌کننده در پیشرفت و بهبود اعضای مصنوعی است.

پوست الکترونیکی با پوشاندن اطراف پروتز، اندام مصنوعی را قادر خواهد ساخت که هنگام نگه‌داشتن یک فنجان یا لیوان، فشار را حس کند. دانستن میزان فشاری که دست مصنوعی برای نگه‌داشتن فنجان به کار می‌گیرد، ممکن است به بیمار در پیشگیری از شکستن ناگهانی لیوان کمک کند.

وی ژانگ، پژوهشگر دانشگاه کلرادو و از سازندگان این پوست مصنوعی می‌گوید: «اگر به کارایی این پوست فکر می‌کنید، پوست واقعی می‌تواند به افراد در پیشگیری از سوختن و صدمه دیدن کمک کند. پوست الکترونیکی می‌تواند اساسا عملکردهای پیشگیری‌کننده را تقلید کند.»

این پوست الکترونیکی همچنین کاربردهای بالقوه‌ای درزمینهٔ رباتیک دارد؛ مثلا می‌تواند با به کار گرفتن گرما و فشار متوسط و بدون نیاز به فشار بیشتر، به‌سادگی خود را با سطوحی مانند دست انسان یا بازوی ربات وفق دهد.

دیگر ویژگی قابل‌توجه این پوست الکترونیکی، توانایی خودترمیمی آن است. ترمیم پوست الکترونیکی شکسته یا بریده‌شده با فرو بردن آن در یک محلول بازیابنده انجام می‌شود و پس‌ازآن، پوست الکترونیکی، ویژگی‌های اصلی خود را دوباره به دست می‌آورد.

پژوهشگران در مقاله‌ای که در مجله Science Advances به چاپ رسیده است، نوشته‌اند: «ویژگی‌های این پوست الکترونیکی، راه را برای دست‌یابی به فناوری اقتصادی و سازگار با محیط‌زیست هموار می‌کند و می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در رباتیک، اعضای مصنوعی (پروتزها)، مراقبت‌های بهداشتی و تعامل انسان و رایانه پیدا کند.» 

اشتراک گذاری
نظــر شـــما
نـــام پســت الکترونیــکی تصویـر امنـیتی