توضیح تصویر: Asst Prof Tee (ردیف پشت، راست) و تیم او یک پوست الکترونیکی شفاف ایجاد کرده اند که خود را در هر دو شرایط مرطوب و خشک تعمیر می کند.
اعتبار: دانشگاه ملی سنگاپور
ماده پوست مانند، رسانا و شفاف است و می تواند خود را در هوا و یا هنگام غوطه ور شدن در آب تعمیر کند.
گزارش کامل
تیمی از دانشمندان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) از بی مهرگان زیر آب مانند چتر دریایی برای ایجاد یک پوست الکترونیکی با عملکرد مشابه الهام گرفتند.
درست مانند چتر دریایی، پوست الکترونیکی شفاف، قابل کشش، حساس به لمس و خود درمان در محیط های آبی است و می تواند در همه چیز از صفحه نمایش لمسی مقاوم در برابر آب گرفته تا روبات های نرم آبزی استفاده شود.
استادیار بنجامین تئه و تیم او از گروه علوم و مهندسی مواد در دانشکده مهندسی NUS این مواد را به همراه همکاران دانشگاه Tsinghua و دانشگاه کالیفرنیا ریورساید توسعه دادند.
تیم هشت محقق، طی بیش از یک سال، این مواد را توسعه داد و اولین اختراع این تیم در مجله Nature Electronics در تاریخ 15 فوریه 2019 گزارش شده است. پوست الکترونیکی با چاپ مواد نوین در مدارهای الکترونیکی ایجاد می شود. به عنوان یک ماده نرم و قابل انعطاف، خواص الکتریکی آن هنگام لمس، فشردن یا تار شدن تغییر می کند.
درست مانند چتر دریایی، پوست الکترونیکی شفاف، قابل کشش، حساس به لمس و خود درمان در محیط های آبی است و می تواند در همه چیز از صفحه نمایش لمسی مقاوم در برابر آب گرفته تا روبات های نرم آبزی استفاده شود.
استادیار بنجامین تئه و تیم او از گروه علوم و مهندسی مواد در دانشکده مهندسی NUS این مواد را به همراه همکاران دانشگاه Tsinghua و دانشگاه کالیفرنیا ریورساید توسعه دادند.
تیم هشت محقق، طی بیش از یک سال، این مواد را توسعه داد و اولین اختراع این تیم در مجله Nature Electronics در تاریخ 15 فوریه 2019 گزارش شده است. پوست الکترونیکی با چاپ مواد نوین در مدارهای الکترونیکی ایجاد می شود. به عنوان یک ماده نرم و قابل انعطاف، خواص الکتریکی آن هنگام لمس، فشردن یا تار شدن تغییر می کند.
مواد شفاف و ضد آب و خود التیام برای کاربردهایی بسیار متنوع
استادیار تی در طول سالها روی پوست های الکترونیکی کار می کرد و بخشی از تیمی بود که اولین سنسورهای الکترونیکی پوست را در سال 2012 توسعه داد.
تجربه او در این زمینه‌ی تحقیقی، او را به شناسایی موانع کلیدی که پوست های الکترونیکی خود التیام هنوز برای غلبه بر سر راه خود داشتند رهنمون شد. او گفت: "امروز یکی از چالش هایی که با بسیاری از مواد خود التیام وجود دارد این است که آنها شفاف نیستند و وقتی تر هستند به طور کارایی کار نمی کنند." "این نقایص آنها را برای برنامه های الکترونیکی مانند صفحه های لمسی که اغلب در شرایط آب و هوایی مرطوب مورد استفاده قرار می گیرند، کمتر مفید می سازد."
او ادامه داد: "با توجه به این ایده، ما شروع به نگاه به چتر دریایی کردیم - آنها شفاف هستند و قادرند محیط مرطوب را حس کنند. بنابراین ما تعجب می کردیم که چگونه می توانیم موادی مصنوعی را ایجاد کنیم که بتواند طبیعت مقاومت در برابر آب چتر دریایی را تقلید کنند و در عین حال همچنین حساس به لمس حساس باشند."
آنها با ایجاد ژل متشکل از یک پلیمر مبتنی بر فلوروکربن با یک مایع یونیک غنی از فلوراین، در این تلاش موفق شدند. هنگامی که ترکیب می شود، شبکه پلیمر با مایع یونی از طریق واکنش های شدیداً برگشت پذیر یون – دو قطبی تعامل می کند که این اجازه می دهد خود التیامی صورت گیرد.
استادیار تی در این زمینه توضیح داد: "اکثر ژل های رسانای پلیمری مانند هیدروژل وقتی که در آب غوطه ور شوند متورم می شوند یا در طول زمان در هوا خشک می شوند. آنچه که مواد ما را متفاوت می سازد این است که می توانند شکل خود را در هر دو حالت محیطی مرطوب و خشک حفظ کنند. این موضوع به خوبی در آب دریا و حتی در محیط اسیدی یا قلیایی کار می کند. "
تجربه او در این زمینه‌ی تحقیقی، او را به شناسایی موانع کلیدی که پوست های الکترونیکی خود التیام هنوز برای غلبه بر سر راه خود داشتند رهنمون شد. او گفت: "امروز یکی از چالش هایی که با بسیاری از مواد خود التیام وجود دارد این است که آنها شفاف نیستند و وقتی تر هستند به طور کارایی کار نمی کنند." "این نقایص آنها را برای برنامه های الکترونیکی مانند صفحه های لمسی که اغلب در شرایط آب و هوایی مرطوب مورد استفاده قرار می گیرند، کمتر مفید می سازد."
او ادامه داد: "با توجه به این ایده، ما شروع به نگاه به چتر دریایی کردیم - آنها شفاف هستند و قادرند محیط مرطوب را حس کنند. بنابراین ما تعجب می کردیم که چگونه می توانیم موادی مصنوعی را ایجاد کنیم که بتواند طبیعت مقاومت در برابر آب چتر دریایی را تقلید کنند و در عین حال همچنین حساس به لمس حساس باشند."
آنها با ایجاد ژل متشکل از یک پلیمر مبتنی بر فلوروکربن با یک مایع یونیک غنی از فلوراین، در این تلاش موفق شدند. هنگامی که ترکیب می شود، شبکه پلیمر با مایع یونی از طریق واکنش های شدیداً برگشت پذیر یون – دو قطبی تعامل می کند که این اجازه می دهد خود التیامی صورت گیرد.
استادیار تی در این زمینه توضیح داد: "اکثر ژل های رسانای پلیمری مانند هیدروژل وقتی که در آب غوطه ور شوند متورم می شوند یا در طول زمان در هوا خشک می شوند. آنچه که مواد ما را متفاوت می سازد این است که می توانند شکل خود را در هر دو حالت محیطی مرطوب و خشک حفظ کنند. این موضوع به خوبی در آب دریا و حتی در محیط اسیدی یا قلیایی کار می کند. "
نسل بعدی روبات های نرم
پوست الکترونیکی با چاپ مواد نوین در مدارهای الکترونیکی ایجاد می شود. به عنوان یک ماده نرم و قابل انعطاف، خواص الکتریکی آن هنگام لمس، فشردن یا تار شدن تغییر می کند. استادیار تی افزود: "ما می توانیم این تغییر را اندازه گیری کنیم و آن را به سیگنال های الکتریکی قابل خواندن تبدیل کنیم تا مجموعه گسترده ای از کاربردهای مختلف سنسور را ایجاد کنیم." ما امیدواریم که این مواد را بتوان برای توسعه برنامه های کاربردی مختلف در ظهور انواع روبات های نرم استفاده کرد.
استادیار تی افزود: "قابلیت چاپگری سه بعدی از مواد ما همچنین نشان دهنده پتانسیل در ایجاد بورد های مداری کاملا شفاف است که می تواند در برنامه های کاربردی روباتیک مورد استفاده قرار گیرد. ما امیدواریم که این مواد را بتوان برای توسعه برنامه های کاربردی مختلف در ظهور انواع روبات های نرم استفاده کرد."
روبات های نرم و به طور کلی الکترونیک نرم، تقلید بافت های بیولوژیکی را هدف گیری کرده اند تا آنها را از لحاظ مکانیکی برای تعاملات ماشین – انسان آماده تر سازد. علاوه بر برنامه های کاربردی نرم افزار ربات نرم، این تکنولوژی ضد آب جدید استفاده از مواد جدید را برای طراحی روبات های دوزیستان و الکترونیک مقاوم در برابر آب مقدور می سازد.
یکی دیگر از مزایای بیشتر استفاده از این پوست الکترونیکی خود التیام، پتانسیلی است که برای کاهش ضایعات دارد. استادیار تی توضیح داد: "میلیون ها تن از ضایعات الکترونیکی از تلفن های همراه، تبلت ها و غیره در هر سال تولید می شود. ما امیدواریم آینده ای را ایجاد کنیم که در آن دستگاه های الکترونیکی ساخته شده از مواد هوشمند بتوانند وظایف خود تعمیری را برای کاهش مقدار زباله های الکترونیکی در جهان اجرا کنند."
استادیار تی افزود: "قابلیت چاپگری سه بعدی از مواد ما همچنین نشان دهنده پتانسیل در ایجاد بورد های مداری کاملا شفاف است که می تواند در برنامه های کاربردی روباتیک مورد استفاده قرار گیرد. ما امیدواریم که این مواد را بتوان برای توسعه برنامه های کاربردی مختلف در ظهور انواع روبات های نرم استفاده کرد."
روبات های نرم و به طور کلی الکترونیک نرم، تقلید بافت های بیولوژیکی را هدف گیری کرده اند تا آنها را از لحاظ مکانیکی برای تعاملات ماشین – انسان آماده تر سازد. علاوه بر برنامه های کاربردی نرم افزار ربات نرم، این تکنولوژی ضد آب جدید استفاده از مواد جدید را برای طراحی روبات های دوزیستان و الکترونیک مقاوم در برابر آب مقدور می سازد.
یکی دیگر از مزایای بیشتر استفاده از این پوست الکترونیکی خود التیام، پتانسیلی است که برای کاهش ضایعات دارد. استادیار تی توضیح داد: "میلیون ها تن از ضایعات الکترونیکی از تلفن های همراه، تبلت ها و غیره در هر سال تولید می شود. ما امیدواریم آینده ای را ایجاد کنیم که در آن دستگاه های الکترونیکی ساخته شده از مواد هوشمند بتوانند وظایف خود تعمیری را برای کاهش مقدار زباله های الکترونیکی در جهان اجرا کنند."
آلیاژ تعدیل شده‌ی قابل چاپ سه بعدی، نوید بخش الکترونیک قابل انعطاف و روباتهای نرم
محققان دانشگاه کالج مهندسی ایالت اورگان، گامی کلیدی را برای ساخت سریع صفحات کامپیوتر انعطاف پذیر و دیگر دستگاه های الکترونیکی کششی، از جمله روبات های نرم، برداشته اند.
محققان، نانوذرات نیکل را به فلز مایع گالینستن وارد کرده و آن را به صوت یک خمیر ضخیم کرده اند با درجه غلظتی مناسب برای ساخت افزایشی.
استادیار مهندسی مکانیک و نویسنده همکار در این مطالعه، گفت: "آلیاژ آبی غیر ممکن بود که بتواند به ساختارهای بلند تبدیل شود." "با بافت چسبناک، می توان آن را در حالی که ظرفیت جریان خود را حفظ می کند لایه ای کرد و همچنین در داخل لوله های لاستیکی کشید. ما پتانسیل کشفمان را با چاپ سه بعدی یک مدار دو لایه ای بسیار کشیدنی که لایه های آن در داخل و خارج از یک دیگر بدون تماس بافته شده اند نشان دادیم. "
این یافته اخیرا در مجله فن آوری مواد پیشرفته منتشر شده است.
بر گرفته از سایت ساینس دیلی
محققان، نانوذرات نیکل را به فلز مایع گالینستن وارد کرده و آن را به صوت یک خمیر ضخیم کرده اند با درجه غلظتی مناسب برای ساخت افزایشی.
استادیار مهندسی مکانیک و نویسنده همکار در این مطالعه، گفت: "آلیاژ آبی غیر ممکن بود که بتواند به ساختارهای بلند تبدیل شود." "با بافت چسبناک، می توان آن را در حالی که ظرفیت جریان خود را حفظ می کند لایه ای کرد و همچنین در داخل لوله های لاستیکی کشید. ما پتانسیل کشفمان را با چاپ سه بعدی یک مدار دو لایه ای بسیار کشیدنی که لایه های آن در داخل و خارج از یک دیگر بدون تماس بافته شده اند نشان دادیم. "
این یافته اخیرا در مجله فن آوری مواد پیشرفته منتشر شده است.
بر گرفته از سایت ساینس دیلی
مترجم: علی رضایی میر قائد
