نور؛ وسیله‌ای برای کنترل از راه دور
مجله علمی ایلیاد - مکانیزم‌های چسبنده در دنیای طبیعی که توسط مارمولک و دیگر حیوانات به هنگام وارونه راه رفتن روی سقف به‌کار برده می‌شود، مزایای بسیاری دارد؛ همیشه بدون استفاده از چسب، چسبنده‌های قدرتمندی هستند و از خود پسماند به‌جا نمی‌گذارند.
دانشمندان در حال تحقیق روی این مطلب هستند که چگونه می‌توان این مکانیزم‌ها را به‌طور مصنوعی ایجاد کرد. یک گروه پژوهشی بین رشته‌ای از علم مواد، شیمی و زیست‌شناسی هم اکنون موفق به تولید ماده‌ی چسبنده‌ی الهام گرفته از مواد زیستی شده است که می‌توان آن را به‌وسیله‌ی پرتوی فرابنفش از راه دور کنترل کرد. از این طریق نقل و انتقال اشیا در محدوده‌ی میکرو ممکن می‌شود. این یافته‌ها می‌توانند برای برنامه‌های کاربردی در زمینه‌های روباتیک، صنعت و تکنولوژی پزشکی جالب توجه باشند. نتایج گروه پژوهشی واقع در کِیل، در شماره‌ی فعلی مجله‌ی علمی Science Robotics منتشر شده است.
در طبیعت محرکی مکانیکی مثل حرکات ماهیچه اطمینان حاصل می‌کند که پاهای حیوان به سطوح چسبیده و می‌تواند مجدداً از آن جدا شود. دانشمندان در کیل در عوض از نور برای کنترل مکانیزم چسبنده‌ی مصنوعی خود که با الهام از مدل‌هایی در طبیعت ساخته‌اند، استفاده می‌کنند. «اِمره کیزیلکان» از گروه پژوهشی ریخت‌شناسی عملی و بیومکانیکی تحت نظارت پروفسور «استانیسلاو گورب» در مؤسسه‌ی زولوجیکال می‌گوید: «مزیت نور این است که می‌توان از آن به نحوی بسیار دقیق استفاده کرد و چون برگشت‌پذیر است می‌توان آن را با سرعتی بالا بارها خاموش و روشن کرد.»
بنابراین دانشمندان ابتدا ماده‌ی ارتجاعی متخلخلی -الاستومر کریستال مایع «LCE» ایجاد کردند که می‌توان آن را به دلیل ساختار ویژه‌ی مولکولی‌اش با تاباندن پرتو فرابنفش خم کرد. در حین انجام این عمل متوجه شدند هرچقدر تخلخل ماده بیشتر باشد، بیشتر خم برمی‌دارد. محققان از این حقیقت استفاده کردند. کیزیلکان توضیح می‌دهد: «مواد متخلخل به دلیل ساختارشان به آسانی قابل ترکیب با مواد دیگر هستند، برای همین آزمایش کردیم که اگر ماده‌ی ارتجاعی را که واکنش خوبی به نور دارد با ماده‌ای الهام گرفته از مواد زیستی که خواص چسبندگی خوبی دارد ترکیب کنیم، چه اتفاقی می‌افتد.»
نتیجه‌ی این امر ماده‌ی مرکب چسبنده‌ی هوشمندی است که می‌توان آن را با نور کنترل کرد. سطح آن دارای ریزساختارهایی چسبناک به شکل قارچ است که می‌توان آن‌را روی پاهای برخی از گونه‌های سوسک یافت. عناصر تخت یا سه‌بُعدی کوچک مثل اسلایدهای میکروسکوپ یا کره‌های شیشه‌ای را می‌توان متصل یا از جا بلند کرد. هنگامی که به ماده‌ی مرکب پرتو فرابنفش تابانده می‌شود، تاب برمی‌دارد. به دلیل همین تاب برداشتن سطح، عناصر چسبنده‌ی بیشتر و بیشتری از سطح جدا می‌شوند. تا زمانی که در نهایت دوباره بتوان آن را به زمین انداخت از سطح جدا می‌شوند.
کیزیلکان تشریح می‌کند: «قادر بودیم نشان دهیم از ماده‌ی جدیدمان می‌توان برای نقل و انتقال اشیا بهره برد. علاوه بر این نشان دادیم که این انتقال را می‌توان به وسیله‌ی نور، در سطح میکرو با دقتی بسیار بالا کنترل کرد. گورب می‌افزاید: «می‌توان گفت از نور به‌عنوان کنترل از راه دور استفاده می‌کنیم. به علاوه ماده‌ی الهام گرفته‌ی زیستی ما هیچ پسماندی روی اشیا از خود به جا نمی‌گذارد. «این کشف گروه تحقیقاتی به‌ویژه به‌منظور ساخت سنسورهای حساس یا میکروچیپ‌های کامپیوتری درخور توجه است. این قبیل چیزها لازم است در محیطی حافظت شده از اثرات بیرونی و ناخالصی‌ها مثل اتاق تمیز دانشگاه کیل ساخته شوند. بینش پروفسور گورب بدین صورت است: «در آینده مایل به استفاده از این ماده‌ی جدید برای ایجاد میکرو روبات‌هایی خواهیم بود که با استفاده از نور قادر به کنترل، برای به‌جلو حرکت کردن و بالا رفتن از دیوارها باشند.»
نوشته: Kiel University
ترجمه: مجله‌ی علمی ایلیاد
ترجمه: مجله‌ی علمی ایلیاد