به گزارش ثریا - دانشمندان دانشگاه استنفورد مادهای نوآورانه توسعه دادهاند که توانایی تغییر همزمان رنگ و بافت سطحی را دارد؛ رفتاری که تاکنون بیشتر در موجوداتی مانند اختاپوس و سپیداج مشاهده شده است. این دستاورد که در نشریه معتبر «نیچر» منتشر شده، گامی بزرگ در تقلید قابلیتهای پیچیده طبیعت با استفاده از مواد مصنوعی به شمار میرود.
اختاپوسها و سپیداجها استادان بیرقیب استتار هستند. آنها میتوانند در کسری از ثانیه، رنگ پوست و حتی زبری یا نرمی سطح بدن خود را تغییر دهند تا با محیط اطراف یکی شوند. دانشمندان سالها تلاش کردهاند چنین توانایی را در مواد مصنوعی بازآفرینی کنند و اکنون تیمی از استنفورد به پیشرفتی چشمگیر در این مسیر دست یافته است.
به گفته «سیدارت دُشی»، دانشجوی دکتری مهندسی مواد و نویسنده نخست این مقاله، بافتها نقش اساسی در نحوه درک ما از اشیا دارند؛ هم از نظر دیداری و هم از نظر لمسی. او توضیح میدهد که جانورانی مانند اختاپوس قادرند بدن خود را در مقیاسی نزدیک به یک میکرون تغییر دهند و اکنون پژوهشگران توانستهاند توپوگرافی یک ماده مصنوعی و ویژگیهای بصری وابسته به آن را در همین مقیاس، بهصورت پویا کنترل کنند.
این ماده جدید میتواند کاربردهای گستردهای داشته باشد؛ از استتار پویا برای انسان و رباتها گرفته تا نمایشگرهای انعطافپذیر با قابلیت تغییر رنگ برای فناوریهای پوشیدنی. افزون بر این، پژوهشگران معتقدند این دستاورد فرصتهای تازهای در حوزه نانوفوتونیک فراهم میکند؛ شاخهای از علم که با کنترل دقیق نور، به توسعه فناوریهایی در الکترونیک، رمزنگاری و زیستشناسی کمک میکند.
«نیکلاس ملوش»، استاد مهندسی مواد و از نویسندگان ارشد مقاله میگوید: سامانه دیگری وجود ندارد که هم تا این اندازه نرم و متورمشونده باشد و هم بتوان آن را در مقیاس نانو الگودهی کرد. همین ویژگی، دامنهای وسیع از کاربردهای بالقوه را پیش روی ما میگذارد.
برای ایجاد بافتهای پویا در این ماده انعطافپذیر، پژوهشگران از ترکیب یک روش پیشرفته الگودهی به نام لیتوگرافی با پرتوی الکترونی و یک فیلم پلیمری متورمشونده استفاده کردند. این پلیمر هنگام جذب آب متورم میشود و با تابش کنترلشده الکترونها، میزان جذب آب در نواحی مختلف آن تغییر میکند. نتیجه این فرایند، شکلگیری الگوهای بسیار ظریفی است که تنها در حالت مرطوب نمایان میشوند.
جالب آنکه کشف تأثیر پرتوی الکترونی بر جذبپذیری پلیمر تا حدی اتفاقی بوده است. دُشی در پروژهای پیشین از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی نانوساختارها استفاده کرده بود. برخلاف روال معمول، او تصمیم گرفت نمونهها را دور نیندازد. در آزمایشهای بعدی مشخص شد بخشهایی از فیلم که در معرض پرتوی الکترونی قرار گرفته بودند، رفتاری متفاوت از خود نشان داده و رنگشان تغییر کرده است.
این دقت بالا به پژوهشگران اجازه داد حتی نمونهای نانومقیاس از صخره معروف «الکاپیتان» در پارک ملی یوسمیتی را بازسازی کنند. فیلم در حالت خشک کاملاً صاف است، اما با افزودن آب، شکل صخره بهصورت برجسته از سطح بیرون میآید.
همچنین با طراحی بافتهایی در مقیاس بسیار ریز، تیم تحقیقاتی توانست نحوه پراکندگی نور را کنترل کند. این ویژگی امکان ایجاد سطوحی از براق تا مات را فراهم میکند؛ ظاهری که بسیار طبیعیتر از نمایشگرهای دیجیتال امروزی به نظر میرسد. نکته مهم آن است که با افزودن یک حلال الکلی برای خارج کردن آب، همه این فیلمها بهراحتی به حالت صاف اولیه باز میگردند.
پژوهشگران علاوه بر بافت، موفق شدند الگوهای رنگی پیچیده و قابل سوئیچ ایجاد کنند. آنها با قرار دادن لایههای نازک فلزی در دو سوی فیلم پلیمری، ساختاری موسوم به تشدیدگر فابری-پرو ساختند که طول موجهای خاصی از نور را جدا میکند. با تغییر ضخامت فیلم در اثر تورم، رنگهای متفاوتی پدیدار میشود و یک ورق تکرنگ میتواند به مجموعهای از لکهها و نقشهای رنگارنگ تبدیل شود.
به گفته «مارک برونگرسما»، استاد مهندسی مواد و نویسنده ارشد مقاله، کنترل پویا بر ضخامت و توپوگرافی یک فیلم پلیمری امکان دستیابی به طیف گستردهای از رنگها و بافتهای چشمنواز را فراهم میکند و مواد نرم متغیر، ابزارهای کاملاً جدیدی به دنیای اپتیک معرفی میکنند.
در گام بعدی، تیم پژوهشی با ترکیب چند فیلم در یک ساختار چندلایه توانست بهطور مستقل رنگ و بافت را همزمان کنترل کند. این سامانه توانست تا حد زیادی با الگوهای پسزمینه هماهنگ شود؛ قابلیتی شبیه به استتار اختاپوس، هر چند هنوز نیازمند تنظیمات دستی است.
پژوهشگران امیدوارند در آینده با افزودن سامانه بینایی ماشین و الگوریتمهای هوش مصنوعی، این فرایند کاملاً خودکار شود. در چنین حالتی، «پوست» مصنوعی میتواند محیط اطراف را تحلیل کرده و در زمان واقعی، بدون دخالت انسان، رنگ و بافت خود را برای هماهنگی کامل تغییر دهد.
کاربردهای این فناوری تنها به استتار بصری محدود نمیشود. تغییرات ظریف در بافت میتواند میزان اصطکاک را کم یا زیاد کند؛ قابلیتی که برای رباتهای کوچک در چسبیدن به سطوح یا لغزش کنترلشده بسیار ارزشمند است. همچنین نانوساختارها میتوانند بر رفتار سلولها اثر بگذارند و راه را برای کاربردهای زیستمهندسی هموار کنند. حتی هنرمندان استنفورد نیز در حال همکاری با این تیم برای خلق آثار هنری با استفاده از این ماده هستند.
منبع : پوست مصنوعی
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
نسخه جدید چتجیپیتی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
هفته بینالمللی قرآن در کربلا افتتاح شد
چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟
ولایت فقیه یک هویت تمدنی و تاریخی برای ملت ایران است
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دستگاههای اجرایی ملزم به استفاده از پیامرسانهای بومی شدند
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
پیش ثبتنام الکامپ ۲۹ آغاز شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
جزئیات احکام انضباطی دانشجویان در ایمیل معاون دانشجویی دانشگاه شریف به اساتید
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
زندگی امام موسی کاظم (ع) تابلویی تمامعیار از مدیریت بحران و کادرسازی دینی است
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
آیتالله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راهها و شکستن بنبستهاست
ثبت نام ۲ هزار هیئت جدید در سامانه عطر سیب/ رویکرد نمایشگاه امسال خانواده محور است
خدمترسانی موکب ها به زائران عید غدیر در نجف اشرف
روایتی از بزرگترین وقف درمانی تهران در کتاب «میراث فرمانفرما»
آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی
بازیگر معروف فیلم پدرخوانده ترامپ را ظالم و فاسد خواند
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
آنچه سیاهچالهای عباسی درباره امام کاظم(ع) پنهان نکردند
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
وزارت آموزش و پرورش اعلام برنامه امتحانات نهایی را تکذیب کرد
رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانشآموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
تعلل دولت در اجرای طرح ترمیم حقوق، شکاف بیاعتمادی را گسترش داد
نمایهشدن سه مجله دانشگاه تهران در کتابخانه دیجیتال آلمان
مصاحبه دکتری دانشگاه علامه طباطبائی از فردا آغاز میشود
یک روز جابجایی در برنامه امتحانات دانشگاه صنعتی شریف
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
جناب خان و هومن به آنتن تلویزیون برگشتند
کتاب برای رهبر شهید ابزار ساخت انسان و جامعه بود
پیکر آیتالله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
جزئیات ثبت نام آزمون دستیاری دندانپزشکی را اینجا بخوانید
بررسی وضعیت اشتغال بیش از ۴۰۹ هزار دانشآموخته/ علوم پزشکی در صدر اشتغال
آغاز کلاسهای حضوری دانشگاه صنعتی شریف از ۲۳ خرداد
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
حجتالاسلام محمد قمی: نهضت خمینی همچنان ادامه دارد
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
سه انفجار خورشیدی در یک شبانهروز رخ داد
درک پیام غدیر؛ امامت، ستون فقرات حفظ اسلام در جامعه
ممیزیهای فراوان کلینیک رویا صدای بازیگران را در آورد
پیکر آیتالله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد
رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانشآموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.