محققان دانشگاه پوردو یک «فروکاغذ» مغناطیسی توسعه دادهاند که میتوان از آن برای ساختن میکروموتورهای ارزان برای تجهیزات جراحی، انبرکهای کوچک برای مطالعه سلولها و بلندگوهای بسیار کوچک بهره برد.
«فروکاغذ»، فناوری جدید برای تولید رباتها
محققان دانشگاه پوردو یک «فروکاغذ» مغناطیسی توسعه دادهاند که می توان از آن برای ساختن میکروموتورهای ارزان برای تجهیزات جراحی، انبرکهای کوچک برای مطالعه سلولها و بلندگوهای بسیار کوچک بهره برد.
این کاغذ جدید با اشباع کردن کاغذ معمولی (حتی کاغذ مورد استفاده در روزنامه) با مخلوطی از روغن معدنی و نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن تولید میشود. کاغذ تولید شده حاوی نانوذرات را میتوان با یک میدان مغناطیسی جابهجا کرد.
بابک ضیائی استاد مهندسی برق و رایانه و مهندسی زیستپزشکی میگوید: «کاغذ یک بستر حفرهای است، بنابراین میتوانید مقدار زیادی از یک ماده را درون آن وارد کنید».
این روش جدید یک راه ارزان برای ایجاد بلندگوهای بسیار کوچک، رباتها یا موتورهای بسیار ریز برای استفاده در کاربردهای مختلفی همچون انبرکهای دستکاری سلولها و انگشتان انعطافپذیر برای جراحیهای با کمترین میزان اثر تخریبی بهره برد.
ضیائی توضیح میدهد: «چون کاغذ بسیار نرم است، به سلولها یا بافتها آسیب نمیرساند. ساخت آن نیز بسیار ارزان است. یک قطره روی یک تکه کاغذ میریزید و همان، فعالکننده یا موتور شما میشود».
کاغذ مورد نظر پس از اشباع با مخلوط «فروسیال»، با یک فیلم پلاستیکی زیستسازگار روکش داده میشود تا از تبخیر سیال جلوگیری شده و ویژگیهای مکانیکی آن همچون استحکام، سفتی و الاستیسیته آن بهبود یابد.
ضیائی میگوید چون این روش ارزان است و نیاز به تجهیزات خاصی ندارد، میتوان از آن در دانشکدهها یا دبیرستانها برای آموزش میکرورباتها و سایر اصول مهندسی به دانشجوها و دانشآموزان استفاده کرد.
ذرات مغناطیسی که به صورت تجاری وجود دارند، قطری حدود ۱۰ نانومتر دارند. فرو مخفف فروس یا آهن است. ضیائی میافزاید: «نیازی نیست که حتماً از نانوذرات استفاده کنید، اما نسبت به ذرات بزرگتر تولید آنها آسانتر و ارزانتر است. در ضمن میتوان با هزینه کمی آنها را به صورت تجاری تهیه کرد».
این پژوهشگران از دستگاهی به نام میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر زمینه برای بررسی چگونگی وارد شدن مخلوط نانوذرات در کاغذهای مختلف استفاده کردند. ضیائی میگوید: «از کاغذهای مختلف میتوان برای انجام این کار استفاده کرد، اما کاغذ روزنامه و کاغذهای با بافت نرم مناسبتر هستند، زیرا تخلخل بالایی دارند».
این محققان کاغذ تولید شده را به شکل یک لرزانک درآوردند که با اعمال یک میدان مغناطیسی حرکت کرده یا مرتعش میشود. ضیائی میافزاید: «فعالکنندههای لرزانکی بسیار معمول هستند؛ اما معمولاً از سیلیکون ساخته میشوند که گران بوده و تولید آنها نیاز به تجهیزات اتاق تمیز دارد. بنابراین میتوان از فروکاغذ بهعنوان جایگزین ارزان و ساده لرزانکهای سیلیکونی استفاده کرد. این لرزانکها حدود ۱۰۰ برابر ارزانتر از ابزارهای سیلیکونی موجود هستند».
نتایج این تحقیق در بیست و سومین کنفرانس بینالمللی سامانههای میکروالکترومکانیکی IEEE ارائه شده است.
