جامعة «نورث كارولينا» تطور أليافاً تجمع مرونة المطاط وقوة المعدن

نجح فريق علماء بجامعة «نورث كارولينا ستيت» في تطوير ألياف تجمع بين مرونة المطاط وقوة المعدن.

وبحسب ما نشرته صحيفة «ديلي ميل» البريطانية، يقول الباحثون إن الابتكار الجديد هو عبارة عن مادة قوية يمكن دمجها لتصنيع جلد ناعم للروبوتات، ليمنحه مظهرًا مناسبًا وحماية. كما أنه يمكن استخدامها في صناعة مواد التعبئة والتغليف أو المنسوجات من الجيل التالي.

تتكون الألياف المبتكرة من الداخل من معدن الغاليوم ويحيط به غطاء مرن من البوليمرات أو اللدائن، بما يعطي للألياف قدرة على التحمل تعادل قوة النواة المعدنية، والمثير للدهشة أن المعدن يمكن أن يتعرض للكسر مع تزايد قوة الضغط ولكن لا يمكن كسر الألياف بفضل طبقة البوليمرات التي تغطيها، في محاكاة لطريقة حمل الأنسجة البشرية للعظام المكسورة.

ومن هذا المنطلق يمكن استخدام المادة الجديدة كجلد للإنسان الآلي كي تحمي المكونات البالغة الدقة والحساسية التي يحملها الروبوت المتطور.

يقول بروفيسور مايكل ديكي: «إن الطريقة المبسطة لشرح تكوين الألياف الجديدة هي أقرب ما يكون إلى تكوين يحتوي على أشرطة مطاطية وأسلاك معدنية».

وأضاف بروفيسور ديكي: «أن هناك اهتمامًا كبيرًا بتصنيع مواد مصنعة هندسية بتقليد متانة البشرة، وبالفعل تم تطوير ألياف فاقت متانة البشرة ومع ذلك تتمتع بنفس المرونة مثل جلود الكائنات الحية».

يتواجد معدن الغاليوم في صورة ملح كاليوم «III» بكميات قليلة في مناجم البوكسيت والزنك. ومنذ اكتشافه في عام 1875 وإلى عصر أشباه الموصلات، كان الاستخدام الرئيسي لمعدن الغاليوم في صناعة أجهزة قياس درجات الحرارة المرتفعة أو تحضير سبائك معادن ذات خصائص غير اعتيادية من ناحية الثباتية.

ويقول بروفيسور ديكي: «تم استخدام معدن الغاليوم بسبب هذه الخصائص، كما يمكن التحكم في ضبط مواصفات الألياف وتغيير خصائصها الميكانيكية، أو قدرتها على الاحتفاظ بالوظائف في درجات حرارة أعلى، باستخدام مواد مختلفة في القلب والصدفة. ويعد هذا هو مجرد توضيح على المفهوم، لكن هناك الكثير من الإمكانات للابتكار الجديد، التي يتطلع الفريق العلمي لتنفيذها في العديد من التطبيقات».