ساخت نانوحسگر و عملگر جدید با تقلید از طبیعت

پژوهشگران با تقلید از گیاه ونوس فلای ترپ موفق به ساخت نانوحسگر و عملگر جدیدی شده‌اند. این نانوحسگر می‌تواند بخشی از عضله مصنوعی باشد.

پژوهشگران با تقلید از گیاه ونوس فلای ترپ موفق به ساخت نانوحسگر و عملگر
جدیدی شده‌اند. این نانوحسگر می‌تواند بخشی از عضله مصنوعی باشد.

ونوس فلای ترپ نام گیاهی است که می‌تواند حشرات بسیار کوچک را به‌دام
انداخته و بخورد. مکانیسم به‌دام اندازی این گیاه به شکلی است که روی دو
دهانه این گیاه موهایی وجود دارد که اگر مگس یا عنکبوتی روی این دهانه حرکت
کرده و به این تارها برخورد کنند، دهانه به سرعت بسته می‌شود این کار در
چند صد میلی ثانیه اتفاق می‌افتد و مانع از فرار حشره می‌شود. پژوهشگران از
این سیستم الهام گرفته‌اند تا روبات‌هایی را با استفاده از مواد مصنوعی
تولید کنند.

 
محسن شاهین پور و همکارانش از دانشگاه ماین با الهام از این گیاه، نانوحسگرهایی را
ساخته‌اند که بسیار نازک و انعطاف‌پذیر است. این نانوحسگر می‌تواند بخشی از عضله
مصنوعی باشد. با این سیستم می‌توان عضلات مصنوعی که بوسیله الکتریسیته تحریک
می‌شوند را توسعه داد و از آنها برای درمان بیمارانی که از مشکل عضلانی رنج می‌برند
استفاده کرد.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Biomimetic robotic Venus flytrap
(Dionaea muscipula Ellis) made with ionic polymer metal composites در نشریه
Bioinspiration & Biomimetics به چاپ رسیده است. شاهین‌پور در این مقاله روش طراحی
جدیدی برای این حسگر با استفاده از کامپوزیت فلز پلیمر ارائه کرده است.

در سال ۲۰۰۰ این گروه تحقیقاتی اولین مدل حسگری مبتنی بر ترمودینامیک برگشت ناپذیر
خطی و تعادل نیرو و جریان را ارائه کردند. مکانیسم این حسگری و عملگری در کامپوزیت
فلز پلیمر برمبنای سازماندهی یونی است که به‌دلیل اعمال میدان الکتریکی یا در اثر
خم شدن یا تغییر شکل مکانیکی ایجاد می‌شود. این کار موجب می‌شود تا کاتیون‌ها تغییر
سازماندهی داده و پتانسیل الکتریکی ایجاد کنند که به آن پدیده پویسون گفته می‌شود.

از آنجایی که عملکرد این سیستم بسیار شبیه گیاه ونوس فلای ترپ است بنابراین می‌توان
از آن به‌عنوان حسگر و عملگر استفاده نمود. برای طراحی این سیستم، محققان کامپیوزیت
فلز پلیمر را به‌صورت تار مانند روی ورقه‌هایی از همین کامپوزیت قرار دادند. اگر
ماده روی این تارها قرار گیرد آنها به‌هم متصل می‌شوند.

شاهین‌پور و همکارانش این سیستم را به‌صورت عملی تست کردند، نتایج نشان داد که
تقلید از این گیاه به‌خوبی انجام شده است. توسعه عضلات مصنوعی اهمیت زیادی داشته
به‌طوری که در بخش پزشکی و مهندسی قابل استفاده خواهد بود.