قام العلماء في جامعة تل أبيب، بالتعاون مع باحثين هولنديين، بتصميم مادة خارقة جديدة ذات خصائص فريدة وإمكانات تطبيقية كبيرة * في المستقبل، يمكن استخدام المادة لبناء أطراف صناعية مخصصة لمبتوري الأطراف. ومن المتوقع استخدامات إضافية في الروبوتات الناعمة، وكذلك في التركيبات المستقبلية للتقنيات القابلة للارتداء، والتي يجب ربطها بالجسم بدقة كبيرة حتى تعمل على النحو الأمثل.
تمكن مادة خارقة مبتكرة، طورها علماء في جامعة تل أبيب وهولندا، من التطابق التام بين سطح المادة والأسطح غير المستوية، مع المطبات والانخفاضات. نظرًا لخصائصه الفريدة، يمكن أن يكون مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تلتصق بجسم الإنسان، مثل الأطراف الاصطناعية المخصصة والمريحة، ومجموعة متنوعة من التقنيات القابلة للارتداء. نُشرت الدراسة في مجلة Nature العلمية في 27 يوليو 2016.
يوضح الدكتور يائير شوكوف، رئيس مجموعة الأبحاث في كلية الهندسة الميكانيكية بجامعة تل أبيب، أن "المواد الخارقة هي مواد ذكية صممها البشر، ولا توجد في الطبيعة". "على عكس المواد "العادية"، التي يتم تحديد خصائصها من خلال تركيبها الكيميائي (الذرات والجزيئات)، فإن الخصائص الفيزيائية للمواد الخارقة مستمدة من بنيتها المكانية. بمعنى آخر: تحدد وحدات البناء الخاصة، وطريقة ترابطها معًا، خصائص المادة الخارقة. وفي البحث الجديد، قمنا بتطوير مادة خارقة ثلاثية الأبعاد وغير دورية ذات إمكانات تطبيق كبيرة."
اختار الباحثون التركيز على الخواص الميكانيكية للمواد الخارقة، وعلى وجه الخصوص المرونة. يقول الدكتور شوكوف: "جميع المواد الخارقة التي تم تطويرها حتى الآن كانت متجانسة ولها بنية دورية - أي قالب واحد يكرر نفسه مرارا وتكرارا. لقد نجح زملاؤنا في هولندا في تطوير وحدات بناء مجوفة تشبه المكعب، مما يتيح المرونة. استخدمنا بعد ذلك أدوات حسابية لبناء هياكل ثلاثية الأبعاد أكبر من هذه المكعبات، تمت برمجتها "حسب الطلب". يتيح لنا الوضع الذكي لوحدات البناء داخل المبنى إنشاء أي نمط مطلوب من المطبات والانخفاضات على السطح الخارجي للمباني.
وبفضل الافتقار إلى الدورية، فإن المادة الخارقة الجديدة مناسبة بشكل خاص للواجهات ذات الأسطح البيولوجية، التي تكون متحركة وغير موحدة بطبيعتها - خاصة في جسم الإنسان. على سبيل المثال، سيكون من الممكن في المستقبل بناء أطراف صناعية منه تتناسب بدقة شديدة مع الجذع، وتحسين الإحساس والوظيفة لدى مبتوري الأطراف. ومن المتوقع استخدامات إضافية في الروبوتات الناعمة، وكذلك في التركيبات المستقبلية للتقنيات القابلة للارتداء، والتي يجب ربطها بالجسم بدقة كبيرة حتى تعمل على النحو الأمثل.
فيديو توضيحي لمجلة NATURE:
فيديو آخر:
للمادة العلمية
كورنتين كوليه، إيال تيومي، كوين دي ريوس، يائير شوكيف، ومارتن فان هيكي
التصميم التوافقي للمواد الميكانيكية المزخرفة
الطبيعة 535، 529-532 (2016)
