۱۸ آبان ۱۳۹۰، ۹:۰۷

دنیای آینده با مواد جادویی/ خراشها با نور ماوراء بنفش محو می شوند

دنیای آینده با مواد جادویی/ خراشها با نور ماوراء بنفش محو می شوند

فناوریهای نوین به دانشمندان کمک کرده اند که در سالهای اخیر موادی را توسعه دهند که به نظر می رسند از قلب داستانهای علمی تخیلی بیرون آمده اند که ویژگیهای شگفت انگیزی دارند و قادرند خود را به تنهایی بازسازی و ترمیم کنند.

به گزارش خبرگزاری مهر، اجسامی که قادرند به تنهایی خود را ترمیم کنند، پنجره هایی که گرد و غبار را از روی خود می زدایند و خراشهایی که در معرض نور ماوراء بنفش محو می شوند. با کنار هم چیدن این مناظر به نظر می رسد که مستقیماً وارد دنیای خیالی یک داستان علمی تخیلی شده ایم. اما مواردی که ذکر شد کاملاً در دنیای واقعی و به دست دانشمندان معتبرترین مراکز علمی و تحقیقاتی دنیا ساخته شده اند.

این دستاوردها تنها بخشی از جنبه های حقیقتی هستند که در سالهای اخیر دانشمندان علم مواد موفق شده اند آن را با استفاده از سطوح هوشمند به واقعیت تبدیل کنند. بنابراین می توان انتظار داشت که در آینده ای نزدیک دنیا وارد عصری با ویژگیهای واقعاً جادویی می شود.

فناوریهایی که در پشت این مواد قرار گرفته اند هر لحظه تغییر چهره می دهند و می توانند کاربردهای جدیدی در عرصه های وسیعی از پزشکی زیستی و گجتهای الکترونیکی تا خودروسازی و تزئینات داخلی کسب کنند.

در اینجا به بررسی برخی از این فناوریها و محصولات نوآورانه ای می پردازیم که می توانند دنیای آینده را با تحولات بزرگی مواجه کنند.

پلاستیکهای آینده نگرانه و پلیمرهای فوق مولکولی
 
 SupraB عنوان نوع جدیدی ماده است که می تواند به خاطر یک بازی هوشمندانه میان پیوندهای هیدروژن خود را ترمیم کند.
این ماده در مقوله پلیمرها و ماکرومولکولها (مولکولهایی که از تعداد زیادی واحد اتمی ساخته شده اند) قرار می گیرد.
 
مهندسان مواد "دانشگاه فنی ایندهوون" در هلند به این ماده جدید دست یافته اند. درحالی که در بیشتر پلیمرها گره های مختلفی از زنجیره مولکولی با پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده اند، در پلیمرهای فوق مولکولی این واحدها توسط پیوندهای برگشت پذیر و جهت پذیری چون پیوندهای هیدروژن در کنار هم قرار می گیرند.
 
از این نوع پیوندها (از نوع پیوندهایی که منجر به فشار سطح و چسبندگی مولکولهای آب می شود) خواص جادویی این پلاستیک جدید ایجاد می شود.
 
دانشمندان در SupraB تعداد پیوندهای هیدروژنی میان مولکولها را چهار برابر کرده اند به این ترتیب، پلیمر مقاومی همانند سایر انواع پلاستیک به وجود آوردند که مستقل از واکنشهای شیمیایی لازم برای متحد کردن مولکولهای مختلف عمل می کند.
 
نتایج تحقیقات دانشمندان هلندی نشان می دهد که SupraB ماده ای است که وقتی می شکند و یا پاره می شود می تواند خود را ترمیم کند. کافی است که قسمتهای شکسته شده را کمی به عقب برگردانیم و آنها را کمی دستکاری کنیم.
 
به اعتقاد توسعه دهندگان SupraB، این پلیمر می تواند برای اهداف بسیار متنوعی از ساخت اسباب بازیها، عینکها و فریمها تا روکشهای حفاظتی برای انواع مختلف اجسام از رایانه های قابل حمل تا تلفنهای همراه هوشمند به کار رود.
 
ماده فوق دافع
 
تیمی از دانشمندان دانشگاه هاروارد ماده ای به نام SLIPS (مایع لغزنده خلل فرج دار القایی) را ساخته اند. منبع الهام این دانشمندان در ساخت این ماده، نوعی گیاه گوشتخوار بود.
 
گیاه گوشتخوار گونه Nepenthes مجهز به برگهایی است که سطح آنها بسیار لغزنده است و از آنها برای به دام انداختن حشرات و حتی قورباغه های کوچک استفاده می کند.
 
این اثر شبیه به لیز خوردن خودرو بر روی سطح خیابان است. اگر یک مورچه بدشانس بر روی برگهای این گیاه بیاید چربی زیر پاهایش به این روکش نمی چسبد و به داخل دهان گیاه سر می خورد. درست همانند زمانی که یک قطره روغن بر روی آب می لغزد.
 
این برگها به خاطر یک لایه از مایعی که سطح آنها را پوشانده است نسبت به آب باران خاصیت نفوذناپذیری دارند.
 
"جووانا آیزنبرگ"، استاد مدرسه علوم مواد دانشگاه هاروارد در این خصوص توضیح داد: "ما با الهام از این مکانیزم شگفت انگیز طبیعی، ماده ای را ایجاد کردیم که قادر است تقریباً هر نوع مایع یا جامد را دفع کند. برای ایجاد این سطوح بسیار لیز، ما یک ماده میکروساختار متخلخل را با یک مایع لغزنده کننده پوشاندیم."
 
این دانشمند افزود: "سطوح به دست آمده حتی در شرایط سختی چون فشار بسیار بالا و دمای بسیار پایین نیز هیچ ماده ای را بر روی سطح خود نگه نداشتند."
 
به گفته این محققان، دامنه استفاده از این ماده بسیار وسیع است و می تواند در فناوریهای شیمی زیستی که برای ساخت لوله های حمل آب و سوخت استفاده می شوند و یا برای تولید فناوریهای ضدیخ و ضدآلاینده به کار روند.
 
از دیگر کاربردهای آن، ساخت پنجره هایی است که به تنهایی خود را تمیز می کنند و یا تولید سطوح مقاوم به باکتریها که در عرصه پزشکی استفاده های فراوانی دارند.
 
ماده ای که با نور ماوراء بنفش خود را صاف می کند
 
از همکاری میان محققان آمریکایی و سوئیسی ماده ای توسعه یافته است که به نظر می رسد تاثیر بسیاری در زندگی روزمره داشته باشند. در حقیقت حداقل یکبار در زندگی برای شما اتفاق افتاده است که خراشهایی را بر روی بدنه خودروی خود مشاهده کنید.
 
در این مورد، یک پلیمر فوق مولکولی می تواند تمام این خطوط و خراشها را در معرض یک منبع نور ماوراء بنفش محو کند.
این پلیمر که می تواند به عنوان رنگ خودرو استفاده شود در شرایط عادی به صورت جامد است. وقتی این سطح خراش می بیند می توان آن را در معرض نور ماوراء بنفش قرار داد. در این حالت، ماده مایع می شود. زمانی که چراغ خاموش می شود حتی پس از یک دقیقه، این پلیمر مجدداً جامد و صاف می شود درحالی که خراشها محو شده اند.
 
به گفته این محققان، این ماده فرزند مکانیکی است که "جمع آوری فوق مولکولی" نام دارد. در "جمع آوری فوق مولکولی" نیمی از پیوندهای فوق مولکول از نوع پیوندهای غیرکووالانسی هستند.
 
"استوارت روآن"، مدیر موسسه مواد پیشرفته دانشگاه "کیس وسترن ریزرو" در کلوند اوهایو در این خصوص توضیح داد: "در تفاوت با پلیمرهای سنتی که از ترکیبات مولکولی بلندی متشکل از هزاران اتم ساخته شده اند، پلیمری که ما توسعه دادیم از مولکولهای کوچکتری تشکیل شده است که همگی با استفاده از یونهای فلزات در کنار هم به صورت زنجیروار جمع شده اند. اگر این ماده در معرض نور ماوراء بنفش شدیدی قرار گیرد این ساختارها به طور موقت از هم جدا می شوند و یک حالت مایع را به وجود می آورند و زمانی که لامپ ماوراء بنفش خاموش می شود به شرایط اولیه بازمی گردد. ما این ماده را با خراشهای شدید آزمایش کردیم و به دفعات دیدیم که توانست تغییر کند و هیچ نشانه ای از خراشیدگی را باقی نگذارد."

ماده ای با درجه سختی متغیر
 
پایگاه دیگر تولید مواد هوشمند در آلمان و در دانشگاه فنی هامبورگ قرار دارد. در این دانشگاه، گروهی به سرپرستی "یورگ مولر" با همکاری دانشمندان موسسه تحقیقات مواد چین در شانگهای ماده ای را ایجاد کرده اند که می تواند از حالت سفت و شکننده به حالت نرم و انعطاف پذیر تغییر کند.
 
"پورگ مولر" در توصیف عملکرد این ماده اظهار داشت: "برپایه کشف ما دو عنصر وجود دارند که شامل یک فلز با ارزش با ساختار به شدت متخلخل و یک محلول نمکی است که می توانند جریان برق را انتقال دهند.
 
به این ترتیب، کافی است که از پالس الکتریکی و درجه سختی فلزی که می تواند با تغییر نیروی میدان پیوندهای خود کنترل شود استفاده کرد. راز موفقیت این ماده در نانوساختار متخلخل فلز ما نهفته است و محلول نمکی تنها برای هدایت جریان برق به کار می رود."
کد خبر 1455653

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
  • نظرات حاوی توهین و هرگونه نسبت ناروا به اشخاص حقیقی و حقوقی منتشر نمی‌شود.
  • نظراتی که غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نمی‌شود.
  • captcha