تولید پلاستیک هوشمند با قابلیت تغییر شکل در برابر نور

 

زاخاریا پیج استادیار شیمی و یکی از مولفان این پژوهش می‌گوید: این نخستین باری است که چنین ماده‌ای تولید می‌شود. توانایی کنترل کریستالی شدن و قابلیت‌های فیزیکی ماده با استفاده از نور، می‌تواند گجت‌های پوشیدنی یا محرک‌های نرم ربات‌ها را دگرگون کند.

 

محققان از مدت‌ها قبل ویژگی‌های ساختار‌های زنده را بررسی کردند و امیدوار بودند بتوانند آن‌ها را تقلید کنند. چنین ساختار‌هایی مانند پوست و ماهیچه از مواد مصنوعی ساخته شدند. در موجودات زنده به طور معمول ساختار‌ها شامل ترکیبی از قدرت و انعطاف پذیری با سهولت کامل هستند. هنگامیکه از ترکیبی از مواد مصنوعی برای تقلید این ویژگی‌ها استفاده می‌شود، بیشتر اوقات مواد حاصل ناکارآمد هستند.

 

اما پیج و همکارانش توانستند با کمک نور ساختار یک ماده پلاستیک مانند را کنترل کنند و تغییر دهند. آن‌ها از نور برای تغییر میزان سختی یا انعطاف پذیری ماده استفاده کردند.

 

برای این منظور محققان یک منومر به کار بردند که مولکولی کوچک است که با مولکول‌های دیگر پیوند برقرار می‌کند تا بلوک‌های سازنده برای ساختار‌های بزرگتری به نام پلیمر را فراهم کند. در این مثال پلیمر‌ها شبیه موادی هستند که در بیشتر پلاستیک‌ها به کار می‌روند.

 

آن‌ها پس از چندبار آزمایش کاتالیزوری یافتند که پس از افزودن به منومر و در معرض نور قرار گرفتن به تشکیل نوعی پلیمر نیمه کریستالی منجر شد که مشابه آن در لاستیک‌های مصنوعی نیز وجود دارد. یک ماده سخت‌تر در مناطقی که نور به آن‌ها رسیده بود، ایجاد شد. از سوی دیگر مناطقی که نور دریافت نکرده بودند ویژگی‌های اصلی خود را داشتند و نرم و انعطاف پذیر بودند