استتار فعال روبات ها با هیدروژل های آفتاب پرستی - مهسان بلاگ

پوست های نرم مصنوعی استتاری می تواند روزی برای تقلید عملنمودهای تغییر رنگ پوست موجودات زنده و یاری به دستیابی به استتار فعال و زمینه سازی تغییرات انقلابی در صنایع روباتیک مورد استفاده قرار گیرد.

اکنون یک گروه بین المللی از دانشمندان چینی و آلمانی گامی در جهت رسیدن به این هدف برداشته اند و یک فناوری جدید ایجاد نموده اند که می تواند تازگی و طراوت غذاهای دریایی را تشخیص دهد.

بر اساس مطالعه ای که در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است، دانشمندان با سازمان دادن لومینوژن ها(مولکول هایی که باعث درخشیدن کریستال ها می شوند) به لایه های مختلف هیدروژل هسته ای و پوسته ای، ماده تغییر دهنده رنگی را ایجاد نموده اند که از پوست آفتاب پرست تقلید می نماید.

به لطف این طراحی جدید می توان از یک حسگر شیمیایی هیدروژل دو لومینوژنی برای تشخیص طراوت غذاهای دریایی با تغییر رنگ مطابق با آمین استفاده کرد که یک ترکیب آلی تشکیل شده با جایگزینی یک یا چند اتم هیدروژن در آمونیاک با گروه های آلی است.

این مفهوم به چند دهه پیش برمی شود، زمانی که دانشمندان پیش از این تصور می کردند مواد نرمی فراوری نمایند که بتواند به راحتی تغییر رنگ دهد. با این حال، به ندرت اتفاق می افتد که مواد مصنوعی به اندازه پوست آفتاب پرست ها به خوبی تغییر رنگ دهند، چرا که طبیعت میلیون ها سال از ما جلوتر است.

تائو چن استاد موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو در آموزشگاه علوم چین شرح می دهد: اغلب مواد نرم مصنوعی تغییر دهنده رنگ با ترکیب همزمان دو یا چند لومینوژن جوابگو در یک الاستومر یا ماتریس هیدروژل تهیه شده است. از طرف دیگر، سازماندهی ایریدوفورهای مختلف به دو لایه ساختار پوسته-هسته ای فوق العاده به پوست آفتاب پرست ها امکان نمایش رنگ های ساختاری پیچیده را می دهد.

اما چگونه می توان به این رنگ ها رسید؟ دانشمندان ابتدا با سنتز هیدروژل هسته ای فلورسنت قرمز، دستگاه هیدروژن لایه ای چند لومینوژنی را ایجاد کردند تا ببینند آیا مواد مصنوعی تغییر دهنده رنگ می توانند همانند ساختار طبیعی پوست آفتاب پرست عمل نمایند یا خیر. این به عنوان الگویی برای لایه های دیگر عمل می نماید. سپس این هیدروژل هسته ای در محلول های مختلف یوروپیوم و در یک محلول رشد حاوی آلژینات سدیم و پلیمرهای فلورسنت آبی،سبز نهاده شد.

ایجاد لایه های هیدروژل آبی و سبز به دلیل انتشار خود به خود یون های یوروپیوم از هیدروژل مرکزی به اطراف محلول ایجاد شده است. به لطف همپوشانی لایه های هسته و پوسته هیدروژل ها، آنها می توانند در پاسخ به تغییرات دما یا pH از قرمز به آبی یا سبز تغییر رنگ دهند.

علاوه بر این، می توان رنگ انتشار لایه های فلورسنت آبی و سبز را تغییر داد. این ماده قادر است رنگ ها را تقریباً در تمام طیف مرئی نشان دهد.

چن می گوید: انتظار می رود که این استراتژی برای فراوری سایر مواد نرم تغییر دهنده رنگ، مانند هیدروژل های هوشمند یا الاستومرها با تغییر رنگ ساختاری یا تغییر رنگ رنگدانه ها گسترش یابد.

محققان در آزمایشات خود، از این حسگر شیمیایی برای تشخیص طراوت غذاهای دریایی با آب بندی نوارهای آزمایش ساخته شده از این مواد جدید در جعبه های حاوی میگو یا ماهی به مدت 50 ساعت استفاده شد و مشاهده شد که رنگ قرمز اصلی نوار آزمایش در کمتر از منفی 10 درجه سانتیگراد تغییر ننموده است. این بدان معنی بود که غذا هنوز تازه است، در حالی که ماده غذایی دیگری که در دمای 30 درجه سانتیگراد نگهداری شده بود، رنگ سبز روشنی به خود گرفته بود. این بدان معنی بود که نباید آن ماهی را خورد و فقط باید آن را دور ریخت، زیرا فاسد شده است.

اگرچه ممکن است تشخیص تازگی یا فساد ماهی چندان کاربردی نباشد، اما این مواد کاربردهای بالقوه بی شماری در روباتیک دارند.

چن می گوید: در آینده نزدیک ما قصد داریم با استفاده از این هیدروژل های شبیه به پوست آفتاب پرست برای تهیه پوست های استتاری نرم روبات ها که می توانند تغییر رنگ دهند، استفاده کنیم.،ایسنا

hodablog.ir: هدا بلاگ | انجمن گفتگوی سیستم مدیریت محتوای هدا بلاگ