گروه موسسه ملی علم و فناوری اولسان(UNIST) در کره جنوبی یک ماهیچه مصنوعی مغناطیسی ابتکاری ایجاد کرده‌اند. این ماده جدید می‌تواند میزان سختی خود را نسبت به شرایط تطبیق دهد و از شکل نرم به سخت و بالعکس تغییر کند.

این عضله مصنوعی «توانایی چشمگیری در تحمل بار» دارد. علاوه بر این، سختی این ماده ۲۷۰۰ برابر بیشتر از مواد سنتی است. این فناوری می‌تواند به طور قابل توجهی به نفع رباتیک نرم و فناوری‌های پوشیدنی‌ باشد.

عضلات مصنوعی قوی

ماهیچه‌های مصنوعی نرم و شبیه به عضلات انسان برای حوزه رباتیک، پوشیدنی‌ها و دستگاه‌های پزشکی حیاتی هستند.

در حالی که مواد نرم سنتی برای حرکات نرم عالی هستند، اما از نظر قدرت و دقت با مشکل مواجه هستند. در مقابل، مواد موجود برای بلند کردن وزنه‌های سنگین بسیار سفت و سخت هستند و برای حفظ کنترل دقیق، بیش از حد انعطاف‌پذیر هستند.

در این پیشرفت جدید، محققان به رهبری پروفسور هون جئونگ(Hoon Eui Jeong) از گروه مهندسی مکانیک، سعی کرده‌اند بر این چالش‌ها غلبه کنند.

آنها برای این کار از موادی استفاده کردند که می‌توانست بین حالت سخت و نرم جابجا شود. محققان دو ماده کلیدی را ترکیب کردند: ذرات فرومغناطیسی و پلیمرهای حافظه‌دار.

ذرات فرومغناطیسی به میدان‌های مغناطیسی پاسخ می‌دهند و به عضله اجازه می‌دهند که از راه دور کنترل شود. آنها همچنین به قدرت ماهیچه کمک می‌کنند.

از سوی دیگر، پلیمرها می‌توانند در پاسخ به محرک‌های خاص(مانند گرما یا نور) شکل خود را تغییر دهند و سپس به شکل اولیه خود بازگردند. این به ماهیچه اجازه می‌دهد تا بسیار سازگار باشد و سختی آن تغییر کند. با ترکیب این دو ماده، محققان نوع جدیدی از ماهیچه مصنوعی را ایجاد کردند که هم قوی و هم انعطاف‌پذیر است.

سختی باور نکردنی

محققان از یک «عملیات سطحی» ویژه برای اتصال ذرات مغناطیسی به پلیمر حافظه‌دار استفاده کردند. این یک ارتباط قوی بین این دو ماده ایجاد کرد که قدرت کلی و عملکرد عضله مصنوعی را بهبود بخشید.

علاوه بر این، این اتصال به عضله اجازه می‌دهد تا به سرعت و کارآمد به میدان‌های مغناطیسی پاسخ دهد. هنگامی که میدان مغناطیسی اعمال می‌شود، ذرات مغناطیسی واکنش نشان می‌دهند و باعث تغییر شکل ماهیچه می‌شوند. این واکنش سریع حرکات دقیق و کنترل شده را امکان پذیر می‌کند.

این ماهیچه‌ها به‌طور باورنکردنی سازگار هستند و می‌توانند سختی خود را تا ۲۷۰۰ برابر و نرمی خود را تا هشت برابر تغییر دهند.

این گروه همچنین برای کاهش ارتعاشات کار کرد. این ماده دارای یک طراحی خلاقانه دو لایه است که دارای یک لایه هیدروژل ضد لرزش است. این امر کنترل بی‌سابقه‌ای را ممکن می‌سازد و ارتعاشات ماهیچه مصنوعی را حتی در سرعت‌های بالا کاهش می‌دهد.