تحقق ایده‌ی ترمیناتور ۲ در زندگی ما
مجله علمی ایلیاد - علی رغم تایید ناسا، باید شکرگزار باشیم فناوری هنوز تا جایی پیشرفت نکرده که فلز مایع T-1000 راه به خانه‌هایتان باز کند. اما دانشمندان در کشور چین فعالیت‌های گسترده‌‌ای را برای ساخت نسخه‌ای از این سناریو انجام می‌دهند. آنان درصدد ایجاد قطرات فلز مایع هستند که روزی «ماشین‌های فلز مایع خودکار» را به واقعیت تبدیل سازند.
آلیاژهای فلز مایع به دلیل خاصیت رسانایی فوق العاده، خاصیت سمي پایین و قابلیت‌های تغییر شکل، کاربردهای زیادی پیدا کرده‌اند که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به هدف قرار دادن سلول‌های سرطانی، ساخت موتورهای برگرفته از طبیعت برای ربات‌ها و بسیاری دیگر از مواد زیستی فلز مایع اشاره نمود. در این حوزه به قابلیت کشش، فشردگی و انتقال قطرات فلز مایع نیاز است؛ پس باید از این مسئله اطمینان حاصل کرد که قطرات در طی فرآیند دچار آسیب نشوند. دانشمندان توجه زیادی را برای تحقق این هدف داشته‌اند.
«ژوچانگ ژو»، محقق ارشد از دانشگاه شنژن چین در گفتگو با وب سایت Science Alert اعلام کرد: «قطرات فلز مایع پتانسیل چشم‌گیری برای برطرف‌سازی بسیاری از نیازهای نوظهور دارند؛ مثل وسایل الکترونیکی یا ربات‌های انعطاف‌پذیر. اما دانشمندان با چالش‌های متعددی در این راستا دست و پنجه نرم می‌کنند تا قطراتی با عملکرد بالا بدست آید.»
یکی از قطرات فلز مایع که تحقیقات زیادی در موردش به عمل آمده، از گالیوم، آلیاژ اينديوم و قلع ساخته شده است. علی رغم کاربردهای بسیار این قطره، به ایجاد لایه‌ی اکسايش نازکی بر روی سطح قطره محدود است. این لایه‌ی اکسايش نازک باعث می‌شود تا قطره‌ی فلز حالت چسبندگی پیدا کند و به هر نقشی که انتظار می‌رفت قطره‌ی فلز مایع ایفا کند، پایان می‌دهد. ژو در ادامه افزود: «ما برای فائق آمدن بر این مسئله روشی را به‌وجود آوردیم که ویژگی‌های شیمیایی سطح را به‌منظور حصول قطرات فلز مایع با کش‌سانی بالا، تحرک، قدرت مکانیکی و عدم چسبندگی عوض می‌کند.»
برای اطمینان از اینکه سطح دچار اکسايش نمی‌شود و قطرات خاصیت عدم چسبندگی‌شان را حفظ می‌کنند، دانشمندان از ماده‌ای استفاده کردند که در آشپزخانه و آزمایشگاه ماده‌ای به‌نام «تفلون یا PTFE» به وفور یافت می‌شود. دانشمندان سپس با بهره‌گیری از فرآیند سه مرحله‌ای ساده به ایجاد قطرات فلز مایع دست زدند؛ ابتدا قطره‌ی فلز با قرار دادن هشت میکرولیتر از آلیاژ فلز در سرنگ و مخلوط کردن آن در داخل سديم هیدروکسید به مدت سه ثانیه ایجاد شد. این سديم هیدروکسید تضمین داد که قطرات می‌توانند در شکل کروی‌شان باقی بمانند. سپس قطرات با ذرات کوچک «پلی تترا فلوئور اتیلن» پهن شدند که به سطح چسبید. ما حصل این کار، اولین قطرات فلز مایع کش‌سان و غیرچسبنده‌ای بود که تاکنون ساخته شده است. سرانجام، دانشمندان برای آزمایش قدرت نوآوری جدیدشان قطرات پوشش داده شده با تفلون را بر روی سطح انداختند و نظاره‌گر اتفاقات احتمالی شدند. قطرات ۹ بار بالا و پایین جهیدند، اما قطرات فلز بدون پوشش به محض تماس با سطح در همان‌جا باقی ماندند. قابلیت کش‌سانی فراتر از توپ تنیس است.
به یاد ماندنی‌ترین صحنه در فیلم ترميناتور ۲ زمانی است که T-1000 پس از منجمد شدن مجدداً ترکیب شده و به قطعات دیگری تبدیل می‌شود. در واقعیت، هر فلز مایع بدون پوشش احتمالاً به کف زمین می‌چسبد. روش جدید این مشکل را با حفظ شکل کروی حل می‌کند و قطرات می‌توانند بدون چسبیدن در زاویه ۲ درجه روی سطح غلت بزنند. اگرچه فعلاً فقط شاهد نخستین مرحله از ساخت وسایل الکترونیکی شکل‌پذیر هستیم، اما محققان گفته‌اند که امیدوارند قطراتی با قابلیت حرکت به سمت محرک بیرونی ایجاد نمایند. ژو در پایان اظهار داشت: «کنترل ریخت‌شناسی قطرات تحت شرایط مختلف از جمله کارهای آتی ما در زمینه‌ی فلز مایع خواهد بود. چیزی را می‌توان با اطمینان گفت؛ زمان آن فرا رسیده تا بر روی فلز مایع سرمایه‌گذاری کرد و از انسان در برابر ربات‌هایی با آرواره‌های کوبنده در آینده محافظت کرد.» این مقاله در مجله Materials Horizon منتشر شد.
نوشته: اندرو استابلتون
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد