اختصاصی شبکه علمی ثریا- پژوهش گاهی نیاز به فداکاری دارد. پاتریک دانر، محقق (Empa) به تازگی یک آزمایش را انجام داده و از آن فیلمبرداری کرده است. او در این گزارش می‌گوید: وقتی ولتاژ ۲۰۰۰ ولتی را روی نمونه اعمال کردم، آتش گرفت. این اتفاق ناگوار در ویدیوی تلفن همراه او به وضوح قابل مشاهده است. ابتدا دود ایجاد می‌شود و سپس شعله‌های آتش از پلیمر فوران می‌کنند. دورینا اوپریس، رئیس گروه تحقیقاتی مواد پلیمری کاربردی می‌گوید: امیدواریم شما توانسته باشید بخشی از آن را نجات دهید. یک مدرک برای یادگیری از نتیجه و نتیجه گیری مهم تر است. آنها با تحقیقات خود بر روی پلیمرهای الکترواکتیو، بخشی از پروژه ای در مقیاس بزرگ به نام (Manufhaptics) هستند.
هدف این پروژه چهار ساله به رهبری هربرت شی از آزمایشگاه مبدل‌های نرم در (EPFL) تولید دستکشی است که دنیای مجازی را ملموس می‌کند. مهم این است که تمام اجزای دستکش که نیروهای مختلفی را روی سطح دست اعمال می‌کنند در یک چاپگر سه بعدی قابل تولید هستند. برای اینکه سطوح مجازی، واقعی و اشیا در اندازه مناسب قابل لمس باشند، تیم‌های تحقیقاتی می‌خواهند سه نوع مختلف محرک را در دستکش ادغام کنند. در زیر انگشتان و نوک آنها می‌توانند این کار را انجام دهند تا بافت خاصی را تکرار کنند. در ناحیه مفاصل انگشتان ترمزهای الکترواستاتیکی تعبیه شده است که دستکش را سفت می کند و مفاصل را مسدود می کند. اینها اجسام بزرگ‌تر و جامد را شبیه‌سازی می‌کنند که هنگام لمس کردن مقاومت نشان می‌دهند.
نوع سوم محرک هایی که تجربه مجازی را کامل می کنند عملگر الاستومر دی الکتریک نامیده می شوند. این ها در پشت دست استفاده می شوند. پوست بیرونی دستکش را سفت می‌کنند تا در تمام نقاط کاملاً جا بیفتد. در طول تجربه آنها همچنین می توانند به سطح دست فشار وارد کنند. پلیمر الکترو اکتیو مورد نظر باید قوامی شبیه کرم دست داشته باشد تا ماهیچه های مصنوعی به طور خودکار در یک چاپگر سه بعدی تولید شوند.
ماهیچه های مصنوعی در چاپگر سه بعدی:
دورینا اوپریس، رئیس این گروه تحقیقاتی، سال ها تجربه در زمینه پلیمرهای الکترواکتیو دارد. این محقق توضیح می دهد: آنها به میدان های الکتریکی واکنش نشان می دهند و مانند یک ماهیچه منقبض می شوند. آنها همچنین می توانند به عنوان یک حسگر عمل کنند، نیروی خارجی را جذب کرده و یک پالس الکتریکی از آن تولید کنند. اوپریس توضیح می دهد: تا به حال، ما پلیمرهای خود را با استفاده از حلال ها از طریق سنتز شیمیایی تولید می کردیم. اکنون همه چیز باید بدون حلال کار کند. طرح این است که تا ۱۰۰۰ لایه ظریف را در چاپگر سه بعدی روی هم قرار دهیم که همیشه بین پلیمر الکترواکتیو و یک لایه رسانا جریان متناوب وجود داشته باشد. اوپریس می گوید: در چنین فرآیندی باید از حلال اجتناب کرد. پاتریک دانر مشکل بعدی را توضیح می‌دهد: دو جوهر مورد نیاز برای ساخت لایه‌ها باید سازگاری دقیقی با هم داشته باشند تا از نازل چاپگر سه بعدی خارج شوند. چیزی با خواصی مشابه کرم دست که به راحتی از چاپگر خارج شود و سپس از نظر ابعادی روی پایه ثابت بماند پس از آن این ساختار لایه ای کرم مانند همچنان نیاز به اتصال عرضی به پلیمر مناسب دارد.
پس از یک سری آزمایشات طولانی پاتریک دانر فرمول امیدوارکننده‌ای پیدا کرد. کرمی که به اندازه کافی مایع است و در عین حال از نظر ابعادی پایدار است و از آن می‌توان پلیمرهای الکترواکتیو را طی یک مرحله ایجاد کرد. همکار او تازیو پلجی در (ETH) زوریخ، مواد را در چاپگر سه بعدی خود با موفقیت در چندین لایه پردازش کرده است. در ایجا به طور متناوب بین مواد پلیمر و الکترود ۱۰۰۰ لایه وجود ندارد و فقط حدود ۱۰ لایه وجود دارد و ماهیچه مصنوعی چاپگر سه بعدی هنوز به طور رضایت بخشی عمل نمی کند.
اما اوپریس و دانر به همراه متخصصان چاپ (ETH) زوریخ احتمالاً به عنوان اولین تیم در جهان مطمئن هستند که بر این کار تسلط دارند. تنها رقبای علمی آنها در این زمینه در دانشگاه هاروارد در ماساچوست مستقر هستند. اوپریس می گوید: من همکاران آنجا را از طریق برخی کنگره ها می شناسم. ما از نزدیک آنچه را که آنها انجام می دهند تماشا می کنیم و آنها نیز مطمئناً کار ما را زیر نظر دارند.