مادة متغيرة الشكل؛ تتغير وتعود إلى شكلها الأصلي!

طُوِّرت مادةٌ جديدةٌ من قِبَل مهندسي جامعة (كولورادو- بولدر)، إذ يُمكنها التَّحوُّل إلى أشكالٍ معقدة، مُسبَقة البرمجة بواسطة مُؤثِّرات ضوئيَّة وحرارية، فعلى سبيل المثال؛ يمكن لقطعة مكعَّبةِ الشَّكل أن تتَّخِذ موقعًا مناسبًا وملائمًا، باختلاف شكلها داخل ثقب دائري قبل أن تعكس شكلها والعودة إلى هيئتها الأصلية.

ستَفتح هذه المادة البابَ أمام تطبيقاتٍ عديدة في مجالات التَّصنيع والروبوت والأجهزة الحيوية والعضلات الاصطناعية، وذلك؛ لِمَا تتمتع به من خصائص في تغيير شكلِها إلى شكل مُبرمَج مسبقًا مِرارًا وتَكرارًا، ومِن ثَمَّ العودة إلى شكلها الأصلي.

استُخدِمَت العديد من الآليَّات الفيزيائيَّة في تجارِب سابقة؛ من أجل تغيير حجم  الجسم أو شكله عن طريق مؤثرات خارجية، ولكن؛ مثل تلك المواد كانت محدودةً إمَّا من ناحية الحجم وإمّا من ناحية الشكل، ثُمَّ إنَّ تغيُّرات حالة العينة أبدت صعوبة في عكس العملية والرجوع إلى شكلها السابق.

تُحقِّق المادة الجديدة التي أنتجتها الجامعة تَحوُّلات ثنائية الاتجاه قابلة للبرمجة بسهولة ضمن مستوى ماكروسكوبي (مجهري) عن طريق استخدام الَّلدائن البلُّورية السائلة (LCE) وهي التكنولوجيا المُستخدَمة في شاشات التلفزيون الحديثة نفسها، إذ إنَّ الترتيب أو التركيب الجزيئي الفريد في هذه اللدائن يجعلها حسَّاسة وعُرضة إلى التغيرات الديناميكية بواسطة مؤثرات حرارية وضوئية، ومن أجل هذه المشكلة؛ زوَّد الباحثون تلك اللدائن (LCE) بمُحفِّز يتفعَّل عن طريق الضوء، ويمكنه إطلاق عمليات من أجل إعادة (تموضع) وضبط جزيئية مرغوب بها مسبقًا عن طريق تعريض العيِّنة أو الجسم إلى أطوال موجية معينة من الضوء.

أمَّا المحفِّز الحراري فإنَّه يَبقى غيرَ فعَّالٍ إلى أن يُعرَّض للحرارة، فعلى سبيل المثال؛ إذا كان هناك قطعة ورقية مطوِّية على شكل بجعة؛ فإنَّها سوف تحتفظ بشكلها "المُبرمَج" في درجة حرارة الغرفة، أمَّا عندما تُسخَّن إلى 93 درجة سيليسيوس؛ سوف تنفرد الورقة المطوية من شكل بجعة إلى ورقة مسطَّحة عادية، وبذلك؛ فعندما تبرد درجة حرارتها وتعود إلى درجة حرارة الغرفة؛ سوف تستعيد شكلها المسبَق البرمجة تدريجيًّا، إذ إنَّ القدرة على التغيُّر ومِن ثَمَّ العودة إلى الشكل السابق؛ يُعطي هذه المادة الجديدة آفَاقاً واسعة من التطبيقات المُمكِنة خاصةً في مجال الأجهزة الطبية الحيوية المستقبلية، التي من الممكن أن تُصبِح أكثر انتشارًا واستخدامًا من ذي قبل، إذ يقول ماثيو ماكبرايد -المسؤول الرئيس عن هذه الدراسة الجديدة- "إنَّنا ننظُر إلى هذه المادة مثل نظامٍ أساسيٍّ أنيق؛ من أجل تغيير وتحويل خصائصَ جسمٍ ما"، ويُضيف أيضاً: "نحن نعتزم المُضِيَّ قدمًا في تحسين الإمكانيات واستكشافها من أجل هذه التكنولوجيا"

المصدر: هنا