یک هیدروژل فوق کششی که می‌تواند تا ۱۵ برابر طول اولیه خود کشیده شود و به شکل اولیه خود بازگردد، یک گزینه مناسب برای ساخت ربات‌های نرم است.
به گزارش سلام نو به نقل از ایلنا پژوهشگران چینی از ساخت یک هیدروژل با قابلیت کشسانی بسیار بالا خبر دادند.
هیدروژلی که می‌تواند تا حدود ۱۵ برابر طول اولیه خود کشیده شود، یکی از الاستیک‌ترین مواد شناخته‌شده تا به امروز است و می‌توان از آن در ساخت دست‌ها یا تاندون‌های رباتیک استفاده کرد.
این هیدروژل‌ها از مولکول‌های پلیمری زنجیره‌ای بلند ساخته می‌شوند که توسط مولکول‌های آب به هم متصل شده‌اند. هیدروژل‌ها به دلیل کشسانی خود شناخته شده‌اند اما اغلب وقتی بیش از اندازه کشیده می‌شوند، به شکل اولیه خود باز نمی‌گردند.
«لی‌لی چن»(Lili Chen) پژوهشگر «دانشگاه چینهوا»(Tsinghua University) در پکن و همکارانش، یک نوع جدید از هیدروژل را توسعه داده‌اند که کشش فوق‌العاده‌ای دارد اما شکل اصلی خود را حفظ می‌کند. آنها ساختار هیدروژل معمولی را با قرار دادن زنجیره‌هایی اصلاح کردند که آنها را گردن‌بند مروارید می‌نامند. این زنجیره‌ها از مهره‌های پلیمری مارپیچی تشکیل شده است که اتم‌های کربن آنها را به هم متصل می‌کنند. این اتصالات می‌توانند تحت فشار باز شوند و به حالت پیشین خود بازگردند.
چن و گروهش برای ساخت این زنجیره‌ها، یک هیدروژل را خشک کردند تا زنجیره‌های پلیمری به سمت آنها جذب شوند. این در حالی است که معمولا توسط مولکول‌های آب با شدت بیشتری کشیده می‌شوند.
پژوهشگران دریافتند که طول ۳۰ سانتی‌متری هیدروژل آنها می‌تواند تا حدود پنج متر کشیده شود و در عرض چند ثانیه به طول اولیه خود بازگردد. یک دیسک از جنس هیدروژل به عرض دو سانتی‌متر که در همه جهات به بیرون کشیده می‌شود، می‌تواند ۱۰۰ برابر مساحت خود را پیش از بازگشت به اندازه اصلی افزایش دهد.
پژوهشگران از هیدروژل، دست‌های رباتیک نیز ساختند که برای کنترل ملایم چیزهای شکننده طراحی شده‌اند. این‌دست‌ها توانستند چیزهایی مانند توت فرنگی را بردارند و به شدت در برابر آسیب مقاوم بودند. دست‌ها حتی پس از این که یک شخص روی آنها ایستاد یا با سوزن آنها را سوراخ کرد، به کار خود ادامه دادند.
«ژهوان هوآنگ»(Zehuan Huang) پژوهشگر «دانشگاه پکن»(PKU) که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: هیدروژل‌ها معمولا قابلیت کشسانی دارند اما زیاد الاستیک نیستند. این در حالی است که این هیدروژل هر دو ویژگی را برای ساخت مواد فوق‌العاده تغییر شکل‌پذیر و فوق الاستیک ترکیب می‌کند. بدون شک، این کار نشان‌دهنده یک پیشرفت بزرگ در ساخت مواد پلیمری با کارآیی بالاست و علاقه قابل توجهی را به بهره‌برداری از ژل‌های فوق الاستیک در حوزه رباتیک نرم برمی‌انگیزد.
نظر شما