Empa tədqiqatçıları real şeylə ayaqlaşa bilən süni əzələlərin istehsalı üzərində işləyirlər. İndi onlar 3D çapdan istifadə edərək yumşaq və elastik, lakin güclü strukturların istehsalı metodunu işləyib hazırlayıblar.

Bir gün bunlar tibbdə və ya robot texnikasında və hər şeyin bir düyməyə toxunması ilə hərəkət etməli olduğu hər yerdə istifadə oluna bilər. Əsər Advanced Materials Technologies jurnalında dərc olunub .

Süni əzələlər yalnız robotları hərəkətə gətirmir: Bir gün onlar işdə və ya gəzərkən insanlara dəstək ola bilər və ya zədələnmiş əzələ toxumasını əvəz edə bilər. Bununla belə, real şeylə müqayisə edilə bilən süni əzələlərin inkişafı böyük texniki problemdir.

Bioloji həmkarları ilə ayaqlaşa bilmək üçün süni əzələlər təkcə güclü deyil, həm də elastik və yumşaq olmalıdır. Əsasında süni əzələlər sözdə aktuatorlardır: Elektrik impulslarını hərəkətə çevirən komponentlər. Aktuatorlar evdə, avtomobil mühərrikində və ya yüksək inkişaf etmiş sənaye müəssisələrində bir düyməni basmaqla nəyinsə hərəkət etdiyi hər yerdə istifadə olunur. Bununla belə, bu sərt mexaniki komponentlərin hələ də əzələlərlə çox oxşarlığı yoxdur.

Ziddiyyətlərin uzlaşdırılması

Empa-nın Funksional Polimerlər Laboratoriyasından olan tədqiqatçılar qrupu yumşaq materiallardan hazırlanmış aktuatorlar üzərində işləyir . İndi ilk dəfə olaraq 3D printerdən istifadə edərək belə mürəkkəb komponentlərin istehsalı üçün bir üsul işləyib hazırlayıblar.

Dielektrik elastik ötürücülər (DEA) iki fərqli silikon əsaslı materialdan ibarətdir: keçirici elektrod materialı və keçirici olmayan dielektrik. Bu materiallar təbəqələrdə bir-birinə bağlanır. Empa tədqiqatçısı Patrick Danner izah edir: “Bu, barmaqlarınızı bir-birinə bağlamaq kimidir”. Elektrodlara elektrik gərginliyi tətbiq edilərsə, aktuator əzələ kimi büzülür. Gərginlik söndürüldükdə, o, orijinal vəziyyətinə rahatlaşır.

Danner bilir ki, belə bir quruluşun 3D çapı əhəmiyyətsiz deyil. Çox fərqli elektrik xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, iki yumşaq material çap prosesi zamanı çox oxşar davranmalıdır . Onlar qarışmamalı, lakin hazır ötürücüdə bir yerdə qalmalıdırlar.

Çap edilmiş “əzələlər” mümkün qədər yumşaq olmalıdır ki, elektrik stimulu tələb olunan deformasiyaya səbəb ola bilsin. Buna bütün 3D çap edilə bilən materialların yerinə yetirməli olduğu tələblər əlavə olunur: Onlar təzyiq altında mayeləşməlidir ki, printerin başlığından çıxarıla bilsinlər. Bundan dərhal sonra, onlar çap formasını saxlamaq üçün kifayət qədər özlü olmalıdırlar.

“Bu xüsusiyyətlər çox vaxt birbaşa ziddiyyətdədir” deyir Danner. “Onlardan birini optimallaşdırsanız, digər üçü dəyişir … adətən daha pisə doğru dəyişir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=1041534309&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741777118&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-03-3d-soft-material-actuators-mimic.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741777115309&bpp=1&bdt=234&idt=161&shv=r20250305&mjsv=m202503100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741777115%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741777115%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741777115%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0%2C1905x945&nras=2&correlator=7904338782953&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3144&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090874%2C31090876%2C95354315%2C95354326%2C95354337%2C95354598%2C31090953%2C31061690%2C95340252%2C95340254&oid=2&pvsid=3044435254012683&tmod=1887031044&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=2869

VR əlcəkindən döyünən ürəyə qədər

ETH Zurich tədqiqatçıları ilə əməkdaşlıq edərək, Funksional Polimer Materiallar tədqiqat qrupuna rəhbərlik edən Danner və Dorina Opris bu ziddiyyətli xüsusiyyətlərin çoxunu uzlaşdırmağa müvəffəq oldular. Empa-da hazırlanmış iki xüsusi mürəkkəb, ETH tədqiqatçıları Tazio Pleij və Jan Vermant tərəfindən hazırlanmış nozzle istifadə edərək işləyən yumşaq ötürücülərə çap olunur.

Əməkdaşlıq, ETH Domainin Advanced Manufacturing strateji sahəsinin bir hissəsi olan genişmiqyaslı Manufhaptics layihəsinin bir hissəsidir. Layihənin məqsədi virtual dünyaları reallaşdıran əlcək hazırlamaqdır. Süni əzələlər müqavimət vasitəsilə obyektlərin tutuşunu simulyasiya etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Bununla belə, yumşaq ötürücülər üçün daha çox potensial tətbiqlər var. Onlar yüngül, səssizdir və yeni 3D çap prosesi sayəsində tələb olunduğu kimi formalaşdırıla bilir. Onlar avtomobillərdə, mexanizmlərdə və robot texnikasında adi aktuatorları əvəz edə bilərdilər. Onlar daha da inkişaf etdirilsə, tibbi tətbiqlər üçün də istifadə edilə bilər.

Opris və Danner artıq bunun üzərində işləyir. Onların yeni prosesi təkcə mürəkkəb formaları deyil, həm də uzun elastik lifləri çap etmək üçün istifadə edilə bilər. Opris deyir: “Əgər biz onları bir az daha incə edə bilsək, əsl əzələ liflərinin necə işlədiyinə olduqca yaxınlaşa bilərik”. Tədqiqatçı hesab edir ki, gələcəkdə bu liflərdən bütöv bir ürək çap etmək mümkün ola bilər. Ancaq belə bir xəyalın gerçəkləşməsi üçün hələ çox şey var.

Ətraflı məlumat: Patrick M. Danner və digərləri, Yüksək Keçirici Dielektrik Elastomer Aktuator Liflərinin Sürətli İstehsalı, Qabaqcıl Material Texnologiyaları (2025). DOI: 10.1002/admt.202500190

Jurnal məlumatı: Advanced Materials Technologies Material Elmləri və Texnologiyaları üzrə İsveçrə Federal Laboratoriyaları tərəfindən təmin edilmişdir