Şekil Değiştiren Malzemeler Isı ve Işığı Kullanarak Kendini Ters Çevirebiliyor
Colorado Boulder Üniversitesi’nin mühendisleri tarafından geliştirilen bu yeni malzeme, ışık ve sıcaklık uyaranları yoluyla karmaşık ve önceden programlanmış şekillere dönüşebiliyor. Bu malzeme, tam kare bir parçanın tamamen orijinal formuna geri dönmeden önce, bir deliğe dönüşmesine ve yuvarlak bir deliğe oturmasına izin veriyor.(Videoda görüldüğü gibi)
Bugünlerde Science Advances dergisinde tanımlanan, kontrol edilebilen şekil değiştiren malzemeler; üretim, robotik, biyomedikal cihazlar ve yapay kaslar için geniş uygulama alanlarına sahip olabilir.
Bu yeni çalışmanın kıdemli yazarı ve CU Boulder Üniversitesi’nin Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümü’nde (CHBE) tanınmış bir profesör olan Christopher Bowman, “Tekrar tekrar ışığa maruz bırakarak iki bağımsız şekil arasında ileri geri salınabilen materyalleri oluşturma becerisi; katkı üretimi, robotik ve biyomateryaller gibi geniş bir yelpazede yeni uygulama ve yaklaşım alanları açacaktır” diyor.
Bundan önceki girişimlerde; bir nesnenin boyutunu, şeklini veya dokusunu programlanabilir uyaranlarla değiştirmek için çeşitli fiziksel mekanizmalar kullanmıştır. Fakat bu tür materyaller tarihsel olarak boyut veya ölçüde sınırlı kalmıştır ve nesnenin durum değişikliklerinin tamamen tersine döndüğü kanıtlanmıştır.
Yeni CU Boulder malzemesi, sıvı kristal elastomerler (LCEs) kullanılarak makroskobik seviyede kolayca programlanabilen iki yönlü dönüşümler sağlar. Bu yöntem modern televizyon ekranlarında kullanılan teknolojiyle aynıdır. LCE’lerin benzersiz moleküler düzeni, onları ısı ve ışık yoluyla dinamik değişime karşı hassas kılar.
Video : Colorado Boulder Üniversitesi’nin mühendisleri tarafından geliştirilen bu yeni malzeme, ışık ve sıcaklık uyaranları yoluyla karmaşık ve önceden programlanmış şekillere dönüşebiliyor. Bu malzeme, tam kare bir parçanın tamamen orijinal formuna geri dönmeden önce, bir deliğe dönüşmesine ve yuvarlak bir deliğe oturmasına izin veriyor. (Credit: Bowman Lab / University of Colorado Boulder)
Bunu sorunu çözmek için, araştırmacılar LCE ağlarına ışık aktive eden bir tetikleyici kurdular. Bu da, nesneyi ışığın belirli dalga boylarına maruz bırakarak, önceden istenen moleküler hizalamayı ayarlayabilir. Tetikleyici daha sonra, eş ısı uyaranlarına maruz bırakılıncaya kadar inaktif kalır. Örneğin, bu şekilde programlanmış elle yapılmış bir origami kuğu, oda sıcaklığında katlanmış olarak kalacaktır. Bununla birlikte, ortam 200 Fahrenheit dereceye ısıtıldığında ise, kuğu düz bir kâğıt tabaka haline dönüşecektir. Daha sonra, oda sıcaklığına geri dönerken, önceden programlanmış kuğu şeklini yavaş yavaş tekrar kazanacaktır.
Değişme ve sonradan eski haline yeniden değiştirme yeteneği; bu yeni malzemeye, özellikle daha önce hiç olmadığı kadar esnek ve uyarlanabilir hale gelebilecek biyomedikal cihazlar için gelecekte geniş bir uygulama yelpazesi sunar.
Yeni çalışmanın başyazarı ve CHBE’de doktora sonrası araştırmacı olan Matthew McBride, “Bunu bir nesnenin özelliklerini dönüştürmek için mükemmel bir temel sistem olarak görüyoruz” dedi ve ekledi: “Bu teknolojinin olanaklarını optimize etmeye ve keşfetmeye devam etmeyi planlıyoruz.”
Kaynak: phys.org
