Yeni malzemeler | Sıvı metalde bir başka atılım! Çin gerçek "sonlandırıcı" dan ne kadar uzakta?
Kılavuz
Sıvı metalden bahsetmişken, insanlar bir klinik termometrede akan civayı, yüksek sıcaklıktaki bir kazanda kaynayan erimiş demiri düşünebilir ve bilim adamlarının gözünde akan yumuşak bir yaşam, insan sinirlerini birbirine bağlayan bir köprü ve gelecekteki robot devrimi için temel bir malzeme ...
("Terminatör 2" filminden bir parça)
"Terminatör" serisini izleyen arkadaşlar, sıvı metal robot kötü karakter T-1000'i tanımalıdır. Yetkili uzmanlara göre, Doğadaki biyolojik evrim açısından, gerçek bir "sonlandırıcı" olmak için Çinli bilim adamları, kültürlenmiş hücrelere sahip olmakla eşdeğerdirler!
30 Ocak'ta, Tsinghua Üniversitesi, Çin Bilimler Akademisi Fizik ve Kimya Teknik Enstitüsü ve Çin Tarım Üniversitesi'nin ortak araştırma ekibi, Amerikan Kimya Derneği'nin ACSOmega dergisinde bir makale yayınladı. Süper büyük ölçekli genişleme ve deformasyon sağlayabilen yeni bir sıvı metal kompozit malzeme icat ettiklerini anlatan bu buluş, programlanabilir ve deforme edilebilir sıvı metal esnek akıllı robotların geliştirilmesini ileriye götürmüştür. Bugün bu araştırmanın sonuçlarını herkese tanıtmaya odaklanacağım.
Tez Portalı:
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsomega.8b03466
Editör, bu araştırmanın sonuçlarını sunmadan önce şunu belirtmek ister: Çin, sıvı metal araştırmalarında lider konumdadır ve Çin'in dünyaya orijinal bilimsel araştırma sonuçlarını ihracatının bir temsilcisidir. Çin ekibi, çok sınırlı koşullar altında yaklaşık 20 yıllık sürekli çabaların ardından, dünyada önemli ve kapsamlı etkilere neden olmaya devam eden büyük miktarda araştırma yaptı.Başlıca avantajı çok açık ve aynı zamanda sıvı metal araştırmasını yavaş yavaş uluslararası hale getirdi. Büyük ilgi gören önemli bilimsel ve teknolojik etkin noktalar.
Ne kadar ilerlemiş? Çin ekibinin sıvı metal soğutma çip teknolojisini önermesinden 10 yıldan fazla bir süre sonra, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), 2014 yılında geleceğin sınır teknolojisi olarak "sıvı metal soğutmayı" listeledi. Günümüzde sıvı metal araştırması şu şekilde selamlanmaktadır: İnsanların metal kullanımında ikinci devrim.
Önceki makaleye geri dönersek, Çin ekibi "süper büyük ölçekli genişleme ve deformasyon sağlayabilen yeni bir tür sıvı metal kompozit malzeme" icat etti. Bu ne tür bir materyal? Hangi uygulamalar yapılabilir?
Bu malzeme aslında içinde düşük kaynama noktalı bir çalışma sıvısı içeren sıvı metal ve silika jelden yapılmış bir malzemedir. (Sıvı metal sadece bir tür değil, çeşitli tiplerde geniş bir ailedir. Farklı metaller ve oranlar aracılığıyla farklı özelliklere sahip sıvı metaller elde edilebilir.) Araştırma ekibi lideri Tsinghua Üniversitesi'nden Profesör Liu Jing, bu malzemenin de ülkemiz olduğunu söyledi. Dünyada önerilen sıvı metal silika jel kompozit sisteminin ilk uzantısı.
Herhangi bir şekle 3D olarak basılabilen bu özel malzeme, diğer sert desteklerden ve çözüm ortamlarından kurtulup ayağa kalkarak süper büyük ölçekli deformasyon ve hareket fonksiyonları göstererek tüm süreç tersine çevrilebilir. Araştırmacılar, programlanabilir bir ısıtma sistemini ve bazı tasarımları yerleştirerek bu materyali bir dizi yeni ve benzersiz kavramsal işlevsel nesneye ve esnek makine mimarilerine hazırladılar:
Termal tepki ve serbest deformasyon yapabilen yumuşak ahtapot
Sıcaklık kontrollü yönlü peristalsisli yumuşakça
Ağır nesneleri yakalayabilen esnek tutucu
Hatta tüm insan veya hayvan şeklini veya kısmi yüz değişikliklerini simüle edebilir.
Bu malzeme alkol damlacıkları ile yüklendiğinde hacmini hızla değiştirebilir ve genleşme derecesi, orijinal yüksekliğinin 11 katını aşabilir!
(Üretim süreci ve dönüşüm davranışı)
Geleneksel teknolojiyle tamamlanması zor olan daha özel ve gelişmiş görevleri yerine getirmek için farklı formlar arasında serbestçe geçiş yapabilen deforme olabilen yumuşak robotlar geliştirmek uzun süredir küresel bilim ve mühendislik topluluklarının hayali olmuştur. Hem metalin elektriksel ve ısıl iletkenliğine, hem de sıvının akışkanlığına sahip olan bu özel malzeme, özellikle kablosuz kontrollü yumuşak robotlar hazırlamak için uygundur. Daha da önemlisi, araştırma ekibi ayrıca teorik analiz yoluyla termal olarak tahrik edilen deformasyonu etkileyen faktörleri ve en uygun malzeme oranını elde etti.
Farklı ısıtma yöntemlerine yanıt olarak LMC genişlemesi
(Farklı türdeki yumuşak robotların gösterimi)
(Isıtma sıcaklığının neden olduğu genleşmenin analitik ilişkisi)
Profesör Liu Jing liderliğindeki ekip, şu anda Çin'deki en ünlü sıvı metal araştırma departmanı. Editör, bu alanda Tsinghua Üniversitesi ve Çin Bilimler Akademisi Fizik ve Kimya Teknik Enstitüsü tarafından temsil edilen Çinli bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından yapılan birçok önemli keşif ve temel teknoloji atılımları buldu. Discover, Phys.org, Chemistry World vb. Kapsamlı bir şekilde gözden geçirildi ve sonuçlar New Scientist, MIT Technology Review, IEEE Spectrum ve TV haberleri Fox News, Discover, Reuters ve diğer konular gibi birçok uluslararası bilimsel dergi tarafından incelendi ve tanıtıldı. Buradaki alan sınırlı, bu yüzden size özel bir giriş yapmayacağım. Ama metal devriminin bu "liderlerini" gerçekten çağırmak istiyorum!
"Yalnızlığa tahammül edebilir, küçük binalarda saklanabilir ve akademisyenler yapabilir,
Dönüşüm, dünyayı tanımak için bir silah oluşturabilir. "
(Profesör Liu Jing ve ekip üyeleri)
Sıvı metal mesafesi, "Terminatör" de ortama göre istenildiği zaman deforme olabilen robotlar yaratabiliyor ve daha yapılacak çok yol var. "Hücreler" yetiştirilmiş olsa da, onu tam bir biyomimetik yumuşak robot yapmak için kasları, sinirleri, kemikleri ve diğer dokuları büyütmek gerekir. Ancak araştırmaların derinleşmesiyle birlikte, tümör tedavisi, sinir ve kemik onarımı için sıvı metal kullanmak artık bir yanılsama olmaktan çıktı.
Bu nedenle, sıvı metalin uzay uygulamaları, yazılım robotlarından çok daha fazlasıdır. Ortaya çıkan büyük bir fonksiyonel madde ve malzeme sınıfı olarak, sıvı metaller hızla Biyomedikal sağlık, çip soğutma, enerji yakalama, baskılı elektronik ve 3 boyutlu baskı gibi yüksek teknoloji alanları, Yıkıcı değişiklikler yaratırken, bir dizi stratejik gelişmekte olan endüstriyi ortaya çıkardı. Çin'in sıvı metal araştırma ekibinin uzmanları, sıvı metal araştırmalarının karşılaştığı büyük zorluklarla birlikte mücadele etmek için yurtiçi ve yurtdışındaki daha seçkin ekiplerle işbirliği yapmayı umuyor.
Kaynak: Robot Dersi | Yazar: Belle
(Bu makale bir ağ alıntı veya yeniden basımdır, telif hakkı orijinal yazara veya yayın medyasına aittir. Çalışmanın telif hakkıyla ilgiliyseniz, lütfen bizimle iletişime geçin.)
