Pu Zhangและเพื่อนร่วมงานของ Binghamton University ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาโครงตาข่ายโลหะเหลวที่สามารถบดขยี้ได้ แต่กลับคืนสู่รูปร่างเดิมเมื่อได้รับความร้อน วัสดุถูกยึดเข้าด้วยกันโดยเปลือกซิลิโคน และสามารถใช้ประโยชน์ได้มากมาย เช่น หุ่นยนต์แบบนิ่ม เสาอากาศแบบพับได้ และวิศวกรรมการบินและอวกาศ อันที่จริง การวิจัยอาจนำไปสู่การสร้างหุ่นยนต์โลหะเหลวที่ทำให้นึกถึงตัวละคร T-1000 ในภาพยนตร์Terminator 2
ทีมงานได้สร้างโครงตาข่ายโลหะเหลว
โดยใช้ส่วนผสมพิเศษของบิสมัท อินเดียม และดีบุกที่รู้จักกันในชื่อโลหะผสมของฟิลด์ โลหะผสมนี้มีคุณสมบัติที่ค่อนข้างผิดปกติในการหลอมเหลวที่อุณหภูมิเพียง 62 °C ซึ่งหมายความว่าสามารถหลอมเหลวได้ด้วยน้ำร้อนเพียงอย่างเดียว โลหะผสมของสนามมีการใช้งานหลายอย่างแล้ว – รวมถึงเป็นสารหล่อเย็นโลหะเหลวสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขั้นสูง
Zhang และเพื่อนร่วมงานได้รวมโลหะผสมกับเปลือกซิลิโคนผ่านกระบวนการผลิตแบบไฮบริดที่ซับซ้อน ซึ่งรวมการพิมพ์ 3 มิติ การหล่อแบบสุญญากาศ และที่เรียกว่า “การเคลือบตามรูปแบบ” ซึ่งเป็นเทคนิคที่ปกติใช้ในการเคลือบแผงวงจรในชั้นโพลีเมอร์บาง ๆ เพื่อป้องกันพวกเขาจาก สิ่งแวดล้อม. เปลือกซิลิโคนคือสิ่งที่ช่วยให้ตาข่ายสามารถ “จดจำ” รูปร่างที่ต้องการและฟื้นฟูได้เมื่อโลหะผสมหลอมละลาย
โครงกระดูกเปลือกหอย“ถ้าไม่มีเปลือก มันจะไม่ทำงาน เพราะโลหะเหลวจะไหลออกไป” จางกล่าว “โครงกระดูกของเปลือกหอยควบคุมรูปร่างโดยรวมและความสมบูรณ์ ดังนั้นโลหะเหลวจึงสามารถกักขังในช่องได้”
เพื่อแสดงศักยภาพของเทคโนโลยีตาข่าย
จางและเพื่อนร่วมงานได้สร้างโครงสร้างการสาธิตหลายอย่าง รวมถึงรังผึ้ง ตัวอักษร BUME (สำหรับวิศวกรรมเครื่องกลของมหาวิทยาลัย Binghamton) ตาข่ายคล้ายใยแมงมุม และตาข่ายที่มีรูปร่างเหมือนมือมนุษย์ เมื่อบดและอุ่น ทั้งหมดจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมอย่างน่าขนลุก
เมื่อเป็นของแข็ง โลหะผสมของ Field จะแข็งแรงและเสถียรมาก และแข็งกว่าโพลิเมอร์หน่วยความจำรูปร่างส่วนใหญ่ ประโยชน์ที่สำคัญของวัสดุใหม่นี้คือ วัตถุสามารถถูกบดขยี้ให้เป็นช่องว่างขนาดเล็กกว่ามากสำหรับการขนส่งหรือการจัดเก็บก่อนที่จะถูกทำให้กลับคืนสู่รูปร่างปกติ นักวิจัยคิดว่าวัสดุนี้จะทำให้วัสดุนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในภารกิจอวกาศ ซึ่งสามารถใช้ทำเสาอากาศหรือสร้างโครงสร้างเสริมที่สามารถบรรจุแน่นบนยานอวกาศแล้วขยายเมื่อมาถึงดวงจันทร์หรือดาวเคราะห์ดวงอื่น
หมอนอิงอวกาศวัสดุนี้ยังสามารถนำมาใช้ทำเบาะได้เนื่องจากสามารถดูดซับพลังงานได้มากเมื่อถูกบดขยี้ Zhang แนะนำว่าสิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับการสร้างยานอวกาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ “โดยปกติแล้ว วิศวกรจะใช้อะลูมิเนียมหรือเหล็กกล้าในการผลิตโครงสร้างเบาะ” เขากล่าว “หลังจากที่คุณลงจอดบนดวงจันทร์ โลหะจะดูดซับพลังงานและทำให้เสียรูป มันจบแล้ว คุณสามารถใช้ได้เพียงครั้งเดียว
ในทางตรงกันข้าม ยานอวกาศที่มีเบาะรองนั่งที่
สร้างขึ้นโดยใช้โครงตาข่ายโลหะเหลวสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ครั้งแล้วครั้งเล่า “การใช้โลหะผสมของฟิลด์นี้ คุณสามารถชนเข้ากับมันได้เหมือนกับโลหะอื่นๆ แต่จากนั้นก็ให้ความร้อนในภายหลังเพื่อให้รูปร่างของมันกลับคืนมา” จางกล่าว
“มีความสนใจเพิ่มขึ้นในเครื่องจักรและโครงสร้างที่สามารถเปลี่ยนรูปร่าง ความแข็ง และความสามารถในการรับน้ำหนักได้ สถาปัตยกรรมเหล่านี้มีศักยภาพในการใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น หุ่นยนต์แบบนิ่มที่เลียนแบบสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา ระบบคอมพิวเตอร์ที่สวมใส่ได้ซึ่งสอดคล้องกับการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของร่างกาย หรือหุ่นยนต์ที่สวมใส่ได้ซึ่งสามารถช่วยในการทำงานของมอเตอร์ของมนุษย์ได้” Carmel Majidiวิศวกรเครื่องกลจาก Carnegie กล่าว มหาวิทยาลัยเมลลอน. “[งานนี้] สร้างขึ้นอย่างดีจากการวิจัยที่ผ่านมาในการปรับแต่งความแข็งและวัสดุหน่วยความจำรูปร่าง” เขากล่าวเสริม “เป็นการสาธิตที่ยอดเยี่ยมว่าสามารถใช้โลหะจุดหลอมเหลวต่ำเพื่อสร้างโครงสร้างที่ชาญฉลาดและปรับเปลี่ยนได้”
การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่Michael Dickey — วิศวกรเคมีที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ธแคโรไลนาเห็นด้วย โดยเสริมว่า “งานนี้ใช้ประโยชน์จากความสามารถของการพิมพ์ 3 มิติ พลังงานยืดหยุ่นของอีลาสโตเมอร์ และการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของโมดูลัสที่เกิดขึ้นเมื่อโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำละลาย” .
โฟมยืดหยุ่นใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของรูปร่างเมื่อการศึกษาครั้งแรกเสร็จสิ้น นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อปรับปรุงความทนทาน ความแข็งแรง และความสามารถในการดูดซับพลังงานของวัสดุตาข่ายโลหะเหลว ควบคู่ไปกับการขยายขนาดและปรับปรุงกระบวนการผลิตสำหรับสิ่งนั้น
จางยังมีอีกเป้าหมายหนึ่งในใจ “ความฝันของเราคือการสร้างหุ่นยนต์โลหะเหลว” เขากล่าว “ตอนนี้เรามีมือแล้ว ดังนั้นเราจึงก้าวไปอีกขั้นหนึ่ง
มองไปสู่อนาคตสำหรับการศึกษาติดตามผลตามความสามารถในการสร้างภาพสเปกตรัมของเครื่องสแกน CT นักวิจัยกำลังตรวจสอบประโยชน์ทางคลินิกที่อาจเกิดขึ้นจากแอปพลิเคชันหลังการประมวลผลด้วยสเปกตรัมที่มีอยู่จำนวนมาก ตัวอย่างเช่น พวกเขากำลังประเมินการถ่ายภาพที่กดแคลเซียม ซึ่งอาจช่วยให้ประเมินไขกระดูกและกระดูกหักได้แม่นยำยิ่งขึ้น
นอกจากนี้ พวกเขากำลังวางแผนที่จะตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างการควบคุมการเปิดรับแสงอัตโนมัติ คุณภาพของภาพ และการเปิดรับรังสีของผู้ป่วย
Credit : hyperkinky.net imichaelkorsfactorys.com iskandarpropertytube.com italianpoetryreview.net jackpinebobcary.net
