ใยแมงมุมเทียมได้รับการกระตุ้นด้วยไอออนิก

ใยแมงมุมเทียมได้รับการกระตุ้นด้วยไอออนิก

นักวิจัยในเกาหลีใต้สร้างวัสดุเทียมที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่น กาว ทำความสะอาดตัวเอง การรับสัมผัส และแรงดึงแบบเดียวกับใยแมงมุมธรรมชาติ ใยสังเคราะห์ซึ่งทำจากเจลยืดกึ่งแข็ง ทำงานโดยใช้ไฟฟ้าสถิต และอาจมีการใช้งานในกล้ามเนื้อเทียม กริปเปอร์ และอุปกรณ์ปีนกำแพงที่ทำความสะอาดตัวเองได้

ใยแมงมุมมีความต้านทานแรงดึงสูงกว่าเหล็กถึงห้าเท่า และเส้นใยที่ยืดได้

ของใยแมงมุม

ยังมีการเคลือบกาวที่ช่วยให้แมงมุมสามารถจับและดักจับเหยื่อในใยแมงมุมได้ อย่างไรก็ตาม การเคลือบสารยึดติดนี้มีข้อเสียคือมันดึงดูดสิ่งปนเปื้อนจากสิ่งแวดล้อม ทำให้ประสิทธิภาพการดักจับของใยลดลง

เพื่อเอาชนะปัญหานี้ แมงมุมได้พัฒนากลยุทธ์ต่างๆ เพื่อลดและกำจัดสิ่งสกปรกและเศษซาก

ออกจากใยของพวกมัน กลยุทธ์หนึ่งคือการสร้างโครงสร้างเว็บที่เรียบง่าย จากนั้นรอให้เหยื่อบินหรือคลานเข้าไป เมื่อเหยื่อต่อสู้กับด้ายเหนียว แมงมุมจะสัมผัสได้ว่าใยแมงมุมกำลังสั่น เด้งออกและพันเหยื่อที่ยังอ่อนแรงด้วยด้ายเพิ่มเติม สิ่งนี้ดักจับเหยื่อครั้งแล้วครั้งเล่าโดยไม่จำเป็นต้องมีเว็บที่มีพื้นผิวสูง

ซึ่งสารปนเปื้อนสามารถเกาะติดได้ง่ายขึ้น อีกกลยุทธ์หนึ่งคือการให้แมงมุมดึงใยของมันแล้วปล่อยอย่างรวดเร็ว ทำให้สิ่งปนเปื้อนกระเด็นออกมาในลักษณะคล้ายหนังสติ๊กเมื่อใยสั่นสะเทือน เลียนแบบการกระตุ้นและสัมผัสของแมงมุมนักวิทยาศาสตร์หลงใหลในชีววิทยาของแมงมุมมานานแล้ว 

และหลายคนพยายามเลียนแบบทั้งการกระตุ้นและการรับสัมผัสของแมงมุม หรือคุณสมบัติทางโครงสร้างของใยแมงมุมที่ทำความสะอาดตัวเองได้ การสร้างพฤติกรรมของใยแมงมุมซ้ำในห้องทดลองนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย อย่างไรก็ตาม ความพยายามครั้งก่อนๆ ที่จะทำเช่นนั้นได้มุ่งเน้นไปที่การสร้างวิธีการ

ที่แมงมุมหมุนใยตามธรรมชาติเสียใหม่ ทีมที่ได้ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป วิธีการของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการใช้ไฟฟ้าสถิตกับเส้นใยคล้ายเส้นใยของออร์กาโนเจลที่เป็นตัวนำไอออนและยืดได้ ซึ่งเป็นวัสดุกึ่งแข็งที่ทำจากโมเลกุลก่อเจลในตัวทำละลายอินทรีย์ 

นักวิจัย

(ในกรณีนี้คือสายโพลีอะคริลาไมด์ที่มีลักษณะคล้ายโควาเลนต์ในเอทิลีนไกลคอลที่ละลาย ลิเธียมคลอไรด์). จากนั้นเส้นใยของออร์กาโนเจลนี้จะถูกหุ้มด้วยยางซิลิโคนและเคลือบด้วยสารประกอบเพอร์ฟลูออริเนตที่ไม่ชอบน้ำเพื่อลดพลังงานที่พื้นผิว (และทำให้แรงตึงผิว)

ซึ่งรายงานผลงานของพวกเขาได้สานเส้นใยคอมโพสิตเหล่านี้เป็นโครงสร้างที่คล้ายกับใยแมงมุมตามธรรมชาติ พวกเขาพบว่าสามารถทำให้เส้นใยของใยยึดเกาะกับวัตถุเป้าหมายที่ทำจากโลหะ เซรามิก และโพลิเมอร์ได้ด้วยไฟฟ้า ต้องขอบคุณสนามไฟฟ้าสถิตย์ที่เกิดขึ้นระหว่างเส้นใยของใยที่อยู่ติดกัน

เมื่อมีการใช้ไฟฟ้าแรงสูง การสั่นสะเทือนช่วยขจัดสิ่งปนเปื้อนและเพื่อนร่วมงานพบว่าวัตถุเป้าหมายเหล่านี้สร้างการตอบสนองทางไฟฟ้าในเส้นใยตัวนำไอออนิกทันทีที่เส้นใยสัมผัส ทำให้เกิดกระบวนการยึดเกาะโดยไฟฟ้าสถิต พวกเขายังค้นพบว่าสามารถทำให้เส้นใยสั่นได้โดยใช้สนามไฟฟ้าระหว่างคู่

ของเส้นใย การสั่นสะเทือนเหล่านี้เมื่อรวมกับการเคลือบที่ไม่ชอบน้ำของเส้นใย ช่วยขจัดสิ่งปนเปื้อนที่อาจลดแรงยึดเกาะ หลังจากทำความสะอาดตัวเองแล้ว ใยสังเคราะห์ก็คืนแรงยึดเกาะเดิมได้เกือบ 99%

ในบทความที่เกี่ยวข้องนักวิทยาการหุ่นยนต์แห่งมหาวิทยาลัย สหราชอาณาจักร และหัวหน้า 

กลุ่ม ตั้งข้อสังเกตว่าวัสดุตัวนำไอออนิกที่ยืดหยุ่นและยืดได้สามารถใช้แทนตัวนำแบบเดิมได้ในอนาคต กล้ามเนื้อเทียมที่กระตุ้นด้วยไฟฟ้า ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานของทีม แนะนำว่าโครงสร้างดังกล่าวอาจมีประโยชน์เมื่อพัฒนาอุปกรณ์ช่วยสวมใส่แบบหุ่นยนต์แบบอ่อนสำหรับผู้สูงอายุหรือผู้ทุพพลภาพ

ผู้เขียนนำของการศึกษาเห็นด้วย และเสริมว่าแนวทางของทีมสามารถนำไปใช้กับ “ส่วนประกอบของหุ่นยนต์ที่มีอยู่บนพื้นฐานของไฟฟ้าสถิต เช่น ที่จับไฟฟ้าสถิต แอคชูเอเตอร์อิเล็กทริกอีลาสโตเมอร์ และเซ็นเซอร์สัมผัสแบบคาปาซิทีฟ” นอกจากนี้ ความสามารถในการทำความสะอาดตัวเองของวัสดุ

ยังสามารถนำไปใช้กับหุ่นยนต์ที่ใช้การยึดเกาะด้วยไฟฟ้าเพื่อปีนกำแพงได้ และปัจจุบันยังจำกัดอยู่เฉพาะพื้นผิวที่สะอาดและปราศจากฝุ่นเท่านั้น ในฐานะข้อเสนอแนะสำหรับงานในอนาคต Rossiter ตั้งข้อสังเกตว่า “น่าสนใจอย่างยิ่งที่จะพัฒนาความคล้ายคลึงกันของแมงมุมต่อไป อาจเห็นว่าแมงมุม

สามารถ

ทำงานร่วมกับใยแมงมุมไอออนิกในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติได้อย่างไร โดยให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับชีววิทยา” ในส่วนของพวกเขา ทีมงานของ Seoul ตั้งเป้าที่จะปรับปรุงความทนทานของเส้นใยใยแก้วของตน และอาจพยายามปรับตัวเพื่อให้สามารถตรวจจับวัตถุที่ไม่มีประจุได้เช่นกัน

“เราควรหวังว่าความเสียหายที่เกิดขึ้นจากระยะเวลาบังคับใช้ของการแช่แข็งลึกของ SOHO จะไม่ส่งผลกระทบต่อน้ำหนักบรรทุกทางวิทยาศาสตร์มากเกินไป” เป็นบริษัทร่วมทุนมูลค่า 1 พันล้านดอลลาร์ระหว่าง  เพื่อสำรวจดวงอาทิตย์อย่างละเอียดอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน นักวิทยาศาสตร์หวัง

ที่จะยืดอายุ จนถึงปี 2546 เพื่อให้ครอบคลุมช่วงกิจกรรมสุริยะสูงสุดที่กำลังจะมาถึง อย่างไรก็ตาม การติดต่อกับยานได้ขาดหายไปในวันที่ 25 มิถุนายน เมื่อข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรมทำให้ยานหมุนออกจากการควบคุมและความดันเหนือมหาสมุทร ด้วยราคาเพียง 25,000 ดอลลาร์ต่อลำ 

เครื่องบินสามารถลดค่าใช้จ่ายในการรวบรวมข้อมูลดังกล่าวได้อย่างมากที่ระบบควอนตัมจริงอาจใช้ การสื่อสาร 11 มิติ 10 ฝ่ายถือเป็นก้าวย่างที่ยอดเยี่ยมจริงๆ”อย่างไรกับโฟตอน “โฟตอนนี้ซึ่งกระจายไปทั่วทุกฝ่าย ตอนนี้กำลังพกพาข้อมูลทั้งหมดที่แต่ละฝ่ายกำหนดไว้”

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100