موادی که قابلیت تغییر شکل و بازگشت به فرم نخست را دارند برای پژوهش‌های هوافضا، رباتیک و حتی در صنعت مد نقش مهمی داشته است. آلیاژهای shape memory از جمله این مواد هستند. پارچه جدید دانشگاه هاروارد نیز از جمله این مواد است. این پارچه از ضایعات چوبی ساخته می‌شود. قابلیت اصلی این پارچه بازگشت به حالت نخست پس از تغییر شکل تحت فشار یا واکنش خارجی است. گروه سازنده این پارچه به دنبال ساخت مواد پارچه‌ای توجیه‌پذیر و قابل استفاده از آن هستند که بتواند خود را با شرایط مختلف سازگار کند. برای آشنایی بیشتر با این ماده با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
مارپیچ آلفا و صفحات بتا
نقطه آغازین برای دست یافتن به این پارچه شکل پذیر یک پروتئین فیبروس موجود در مو، ناخن، پشم و صدف با نام کراتین است. ویژگی‌های کراتین آن را به ماده‌ای قابل استفاده برای دانشمندان علوم مواد تبدیل کرده است، چرا که یک تک زنجیره از آن می‌تواند ساختاری فنری شکل به نام مارپیچ آلفا (alpha-helix) را به خود گیرد.
با قرار دادن کافی از این زنجیره‌ها در کنار یکدیگر یک پارچه بزرگ، قوی و حافظه دار ساخته می‌شود. تحت کشش و با باز شدن فنرها پیوندهای جدیدی تشکیل می‌شود که به ماده ساختار صفحه مانند می‌بخشد. ماده مورد نظر تا زمانی که تحریک نشود به همین شکل باقی خواهد ماند. تحریک سبب بازگشت ماده به حالت نخست و تشکیل مجدد ساختار مارپیچی می‌شود.
شکل پذیری موقت و دائمی پارچه دانشگاه هاروارد
پژوهشگران دست اندر کار این طرح با تبدیل پشم به یک ماده قابل استفاده در واقع راهی برای بازیافت آن یافته‌اند. به عقیده استاد ارشد این طرح ، Kit Parker، این مورد از امتیازات طرح پارچه حافظه دار است.
گروه کار خود را با چاپ سه بعدی صفحات کراتین با شکل‌های مختلف آغاز کرد. این صفحات با قرارگیری در محلول هیدروژن پروکساید و مونوسدیم فسفات این ساختار صفحه مانند را به صورت دائمی حفظ می کنند. پس از آن تغییر شکل و فرم ماده به صورت موقت امکان پذیر خواهد بود.
در یک آزمایش گروه توانست به صورت موقت یک ساختار پیچیده ستاره اریگامی را به این صفحات کراتین تحمیل کند. با غوطه‌ور ساختن این ماده در آب شاهد انعطاف‌پذیری آن و باز شدن ساختار هستیم. به طوریکه می تواند پارچه در ساختارهای استوانه‌ای شکل تا کرد. با قرار دادن مجدد این استوانه در آب بازهم شاهد باز شدن آن و تشکیل فرم ستاره اریگامی هستیم.
ساخت پارچه از مواد بازیافت شده یک امتیاز مثبت است
این فرآیند دو مرحله‌ای از چاپ سه بعدی ماده و شکل دادن به آن اجازه ساختن اشکال پیچیده را نیز فراهم می‌کند. این کار تا ابعاد میکرون نیز قابل اجرا است. به عبارتی این ماده در صنایع مختلف، از نساجی گرفته تا مهندسی، کاربرد دارد.
پژوهشگران استفاده‌‌های بسیاری برای این ماده تغییر شکل دهنده یافته‌اند. به گفته آنان در صنعت مد این پارچه برای تطبیق با نیازهای کاربر بسیار کارآمد است. با در نظر گرفتن بازیافت پذیری ماده کراتین باید گفت که گامی دیگر برای کاهش آثار مخرب زباله‌های طبیعی برداشته شده است.
این پژوهش در مجله Nature Materials به چاپ رسیده است. در ویدیوی زیر می توانید این ماده را در عمل مشاهده کنید.
بیشتر بخوانید:
Vocalis Health: تشخیص بیماری های تنفسی و قلبی عروقی با پردازش سیگنال های صوتی
هفت فناوری نوین تعمیر و نگهداری جاده ها
منبع: newatlas
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
