اخبار

میکروموتور‌های بی‌سیم از جنس الیاف پیچشی

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر اخیرا یک سامانه بسیار کارآمد ذخیره انرژی با ابعاد میکرونی توسط پژوهشگران مرکز HZG و دانشگاه Bordeaux در نشریه علوم معرفی شده است. این سامانه ذخیره انرژی از ریزالیاف بسپاری ساخته شده است که در دمای اتاق سخت‌اند اما زمانی که در معرض حرارت قرار می‌گیرند، به موادی کشسان تبدیل می‌شوند و قابل پیچش خواهند بود. با این حال برخلاف باندهای لاستیکی، زمانی که سرد شوند، تا زمان حرارت‌دهی مجدد، به حالتی که پیچیده شدند باقی می‌مانند. انرژی ذخیره شده در هنگام پیچش، آزاد می‌شود و از قسمت انتهایی شروع به حرکت کرده و این ریزالیاف به موتور حرکتی تبدیل شده و می‌توانند اجسام را حرکت دهد. 
 ترفندی که پژوهشگران برای ذخیره انرژی پیاده‌سازی کردند عمدتاً وابسته به میزان سفتی بسپاری است که دارای صفحات بسیار کوچکی از اکسید گرافن هستند. نویسنده مسئول این مقاله، Jinkai Yuan از دانشگاه Bordeaux توضیح می‌دهد: «در آزمایش‌هایی که ما انجام دادیم، اکسید گرافن نسبت به نانوتیوب‌های کربنی بهتر عمل کرده است.» جهت‌گیری مطلوب صفحات نانویی در جهت پیچش و همچنین قابلیت تغییر شکل آن‌ها، منجر به امکان پیچش بیشتر برای الیاف اکسید گرافن می‌شود. 
ریزالیاف پلی‌وینیل الکل شامل صفحات اکسید گرافن است. این صفحات نانویی الیاف را در جهت حرکت سفت می‌کنند و به این ترتیب یک سامانه ذخیره انرژی با چگالی بالاتری از ذخیره انرژی به نسبت وزن ایجاد می‌کنند. 
پروفسور Andreas Lendlein نویسنده دیگر در این پژوهش، سرپرست بخش علوم زیست‌مواد در موسسه HZG توضیح می‌دهد: «تعداد این پیچش‌ها که توسط این سامانه قابل انجام است و همچنین گستره دمایی که در آن حرکت انجام می‌شود از قبل قابل تعیین است». دمایی که به آن «دمای تبدیل» می‌گویند، دمایی که برای آغاز به کار این موتور باید از آن عبور کرد، ممکن است در گستره بزرگی تعریف شود. این دما عمدتا متناسب دمایی تعیین می‌شود که ریزالیاف در آن پیچیده شده است. در خصوص مواد مورد بررسی در این پژوهش، دمای ۸۰ درجه سیلیسیوس به نظر دمای قابل قبولی است. در این دما بیش از ۸۰% پیچش‌هایی که برنامه‌ریزی شده است را می‌توان پوشش داد. از سوی دیگر برای کاربردهای پزشکی در آینده می‌توان بسپاری را انتخاب کرد که دمای تبدیلش برابر با دمای بدن انسان باشد. 
پروفسور Lendlein می‌گوید: «این نتایج گامی مهم در راستای ایجاد کاربردهای فراوان – مانند ربات‌هایی با ابعاد میکرو یا سامانه‌های کاملا خودمختار- است. دو تیم پژوهشی دیگر در دانشگاه Bordeaux و Teltow با استفاده از ساخت ساده این موتور، خلائی را در بازار در کاربردهای بسیاری پر کردند؛ به ویژه در جایی که موتورهای الکتریکی ضعیف یا بزرگ‌اند و یا عدم انعطاف آن‌ها سبب ایجاد ناکارآمدی می‌شود و نیازمند الکتریسیته و کابل‌های کنترلی هستند. در تلاش‌هایی که در گذشته با الیاف انجام شده، سرعت چرخش، لحظات پیچش و زاویه چرخش بسیار کوچک بوده است. علاوه بر آن، چگالی انرژی وابسته به وزن فرصت‌های بسیاری را فراهم کرده است.

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا