ایتنا - دانشمندان نوعی «پوست» مصنوعی ساخته‌اند که خود را ترمیم می­‌کند

دانشمندان دانشگاه استنفورد پوستی مصنوعی از جنس مواد سیلیکونی و پلی پروپیلن گلیکول ساخته‌­اند که می‌تواند مانند پوست انسان بدون پارگی کشیده ­شود. علاوه بر این، خواص مغناطیسی هم به پوست این امکان را می­‌دهد که خود را تنظیم کند.

به گزارش ایتنا و به نقل از ایندیپندنت، این پوست به گونه‌ای طراحی شده که با گرم شدن محیط، هر دو پلیمر آن نرم و به نوعی شبیه سیال می‌شوند و بالعکس، با سرد شدن هوا سفت و محکم می­‌شوند.

حتی اگر دمای محیط به ۷۰ درجه سانتی‌گراد برسد، فرایند بهبود و تنظیم خودکار پوست ظرف ۲۴ ساعت انجام می‌شود.

بنا به گفته این تیم، این پوست ممکن است به ساخت «ربات‌های نرم با قابلیت تنظیم مجدد» کمک کند؛ ربات­‌هایی که «می­‌توانند شکل خود را تغییر دهند و تغییر شکل خود را در صورت نیاز احساس کنند». به گفته پژوهشگران، ظهور این ربات‌­ها در نهایت سرنوشت جنگ­‌افزارها را به‌کل تغییر خواهد داد.

کریس کوپر، یکی از نویسندگان این مقاله و دانشجوی دکترا، به اس­‌دبلیو­اس می­‌گوید که تیم آن‌ها به چیزی دست یافته است که نخستین نمونه ساخت یک حسگر چندلایه و نازک محسوب می‌شود. او می‌گوید این حسگر هم‌زمان با ترمیم خود، مجددا به صورت خودکار تنظیم می‌­شود. این گامی مهم در راستای ساخت محصولی به تقلید از پوست انسان است. پوست انسان دارای لایه‌­های متعددی است که طی فرایند ترمیم، همگی به‌درستی دوباره در کنار هم جمع می­‌شوند.

این گروه از ساخته جدید خود با عنوان شبیه‌ترین پوست به «پوست الکترونیکی فوق‌پیشرفته» یاد کردند؛ آنچه آرنولد شوارتزنگر، شخصیت اصلی مجموعه فیلم‌های «ترمیناتور» بر صورتش کشیده بود.

کوپر و همکارانش برای طراحی و توسعه نوآوری خود از همان روش لایه‌بندی پوست انسان استفاده کردند.

دکتر سام روت، یکی از نویسندگان این مقاله، می­‌گوید: «هر لایه­‌ای از پوست ممکن است میزان متفاوتی از فشار، دما و تنش را حس کند.» این لایه‌­ها را می­‌توان طوری مهندسی کرد که تغییرات حرارتی، مکانیکی یا الکتریکی را حس کنند.

زیرساخت هر لایه از زنجیره­‌های مولکولی طولانی تشکیل شده است که با پیوندهای هیدروژنی پویا و دینامیک به هم متصل شده‌­اند‌ــ مشابه پیوندهایی که مارپیچ دوگانه رشته­‌های دی‌­ان‌­ای را در کنار هم نگه می‌­دارند.

این ویژگی درست مثل لاتکس این قابلیت را ایجاد می­‌کند که بارها بدون پارگی کشیده شوند.

پژوهشگران برای ساخت این پوست مصنوعی از سیلیکون و پی­‌پی­‌جی (پلی‌پروپیلن گلیکول) استفاده کردند. هر دو این مواد خواص مکانیکی و ارتجاعی لاستیکی و همچنین زیست‌سازگاری دارند.

این دو ماده با دقت بسیاری طراحی شده‌­اند تا در محدوده دمایی مناسب به تنش­‌های واردشده از محیط واکنش‌­های مشابهی نشان دهند. هم در خواص ویسکوزیته [به معنای گران‌روی سیال] و هم در خواص الاستیسیته یا اصطلاحا کشسانی.

کوپر می­‌گوید: «این نکته هم وجود دارد که پوست دیر التیام می­‌یابد. مثلا خودم روز پیش انگشتم را بریدم و بعد از چهار یا پنج روز هنوز در حال بهبود است. مهم‌ترین بخش برای ما این است که این پوست مصنوعی بدون کمک یا تلاش ما، عملکرد خود را بهبود ببخشد.»

افزودن مواد مغناطیسی نیز باعث شدند که این نمونه طرح اولیه خودش، با استفاده از قطعات جداگانه، خود را مونتاژ و سرهم کند.

پروفسور رنه ژائو، یکی از نویسندگان این مقاله، می­‌گوید: «ترکیب هدایت میدان مغناطیسی و گرمایش القایی ممکن است به ما کمک کند بتوانیم ربات­‌های نرم با قابلیت تنظیم مجدد بسازیم که می­‌توانند شکل خود را تغییر دهند و حتی در صورت نیاز تغییر شکلشان را احساس کنند.»