Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Advanced Science jurnalının arxa üz qabığında yer alan fototermal forma yaddaşı ərintisinin metamorflaşan strukturunun təsviri . Müəllif: KAIST

Naqillər yoxdur. Aktuatorlar yoxdur. Metal səthə işıq düşür və o, düymə kimi qalxır. KAIST tədqiqatçıları heç bir işığı udma örtüyü olmadan işıqdan istifadə edərək formasını dəyişən metal konstruksiya hazırlayıblar. Bu texnologiya fiziki açılan düymələr, forma displeyləri, yeni nəsil geyilə bilən cihazlar və yumşaq robotlar ilə toxunma interfeysləri üçün yeni imkanlar aça bilər.

Mexanika Mühəndisliyi Departamentindən professor İl-Kvon Ohun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, yalnız bir UB lazer prosesindən istifadə edərək, düz NiTi forma yaddaşlı ərinti (SMA) təbəqəsini işığa məruz qaldıqda düz səthdən üçölçülü formaya yüksələn “fototermik şəkildə idarə olunan metamorfing strukturu”na çevirən bir texnologiya hazırlayıb.

Nəticələr Advanced Science jurnalında dərc olunub .

Metalın açılıb-bağlanması üçün dizayn

Növbəti nəsil geyilə bilən cihazlar və yumşaq robotlar nazik və yüngül olmaqla yanaşı, lazım olduqda istənilən formaya çevrilə bilən texnologiyalar tələb edir. Bu cür texnologiyalar forma displeyləri, adaptiv səthlər, geyilə bilən interfeyslər və yumşaq robotlar üçün təməl kimi diqqəti cəlb edir.

Tədqiqat qrupu, düz metal təbəqədə əvvəlcədən müəyyən edilmiş üçölçülü formaya çevrilə bilməsi üçün dəqiq kəsmə və qatlama nümunələri hazırladı. Dizayn prinsipi kağız kəsməklə üçölçülü strukturlar yaratmaq sənəti olan kirigamiyə əsaslanır.Oyna

00:00

00:06SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaKredit: Qabaqcıl Elm (2026). DOI: 10.1002/advs.74930

NiTi-nin işıq probleminin həlli

Forma yaddaşlı ərintilər, deformasiyaya uğradıqdan sonra belə, müəyyən bir temperatura qədər qızdırıldıqda əvvəlcədən proqramlaşdırılmış formaya qayıdan xüsusi metallardır. Yüngül olduqları və böyük qüvvələr yarada bildikləri üçün yumşaq robotlar və geyilə bilən aktuatorlar üçün əsas materiallar kimi geniş istifadə olunur.

Lakin, ənənəvi fototermal forma yaddaşlı ərintisi aktuatorları bir məhdudiyyətlə üzləşib: Nikel-titan ərintisi (NiTi) səthləri yaxın infraqırmızı işığı effektiv şəkildə udmur. Kompensasiya etmək üçün adətən qrafen oksidi, polimer kompozitləri və ya titan nitridi (TiN) nazik təbəqələri kimi ayrıca işığı udma örtükləri tətbiq olunub.

Bu xarici örtüklər təkrar əməliyyat zamanı soyula bilər və əlavə emal tələb edə bilər. Onlar həmçinin istilik tutumunu artıra bilər ki, bu da reaksiyanı yavaşladaraq həm istehsal qabiliyyətinə, həm də işləmə performansına məhdudiyyətlər yarada bilər.

Forma və udmanın birlikdə proqramlaşdırılması

Bu problemi həll etmək üçün tədqiqat qrupu UB lazer mikromexanizmindən istifadə etdi. Bu proses vasitəsilə onlar nazik forma yaddaşlı ərintisi (SMA) təbəqələrində kirigami strukturları yaratdılar və eyni zamanda lazerlə induksiya edilmiş oksidləşmə yolu ilə səthdə mikro-nano məsaməli titan oksidi (TiOₓ) təbəqəsi yaratdılar. Nəticədə, onlar ayrıca xarici örtük olmadan yaxın infraqırmızı işığın udulmasını əhəmiyyətli dərəcədə artıra bildilər.UB lazerlə proqramlaşdırılmış fototermal SMA kirigami platformasının konsepsiyası və monolit istehsal strategiyası. Mənbə: KAIST

Komanda həmçinin, menteşə eni və yarıq eni kimi struktur parametrlərini tənzimləməklə üçölçülü deformasiyanın hündürlüyünü və nəticədə yaranan qüvvə çıxışını dəqiq şəkildə idarə edə bilən bir platforma tətbiq etdi. Başqa sözlə, bu tədqiqatın əsas məqsədi həm strukturun mexaniki olaraq necə deformasiyaya uğradığını, həm də tək bir metal konstruksiya daxilində işığı nə qədər səmərəli şəkildə udduğunu eyni vaxtda proqramlaşdırmaqdır.

Bundan əlavə, komanda lazerlə induksiya olunan oksidləşmə dərəcəsini məkan baxımından idarə edən bir şablonlaşdırma texnikası tətbiq etdi. Bu, eyni intensivliyə malik işığa bərabər şəkildə məruz qaldıqda belə, müxtəlif bölgələrin müxtəlif sürətlə ardıcıl olaraq deformasiya olunmasına imkan yaratdı.

Tədqiqatçılar bunu “məkan-zaman aktuasiya nəzarəti” kimi təsvir edirlər. Bu o deməkdir ki, deformasiyanın qaydası və vaxtı ayrıca elektrik nəzarəti olmadan işığı udma xüsusiyyətləri vasitəsilə birbaşa materialın özünə kodlanır. Bu, fotonik məntiqin bir forması kimi qəbul edilə bilər.

Hərf displeylərindən toxunma işarələrinə qədər

Tədqiqat qrupu fototermal SMA metastrukturunu çoxkanallı yaxın infraqırmızı (NIR) LED massivi ilə inteqrasiya etməklə üçölçülü formalı displeylərə və haptik interfeyslərə daha da genişləndirdi. Hər bir SMA kirigami vahidi selektiv şəkildə tətbiq olunan işığa cavab olaraq müstəqil şəkildə hərəkət edir.

Buna əsaslanaraq, komanda K→A→I→S→T hərf ardıcıllığını uğurla nümayiş etdirdi və istiqaməti göstərən toxunma naviqasiya siqnallarını tətbiq etdi.

Oh dedi ki, “Bu tədqiqatda hazırlanmış lazer proqramlaşdırma texnologiyası, həm mexaniki deformasiyanı, həm də optik xüsusiyyətləri ayrıca örtük prosesi olmadan tək bir metal quruluşa kodlayan istehsal üçün əlverişli bir platformadır” və əlavə etdi: “Bu, adaptiv səthlər, interaktiv haptiklər və fototermal yumşaq robotlar da daxil olmaqla, işıqla idarə olunan yeni nəsil ağıllı morfinq interfeyslərinə geniş tətbiq oluna bilər.”

Mexanika Mühəndisliyi kafedrasının magistr tələbəsi Hyunsu Kim ilk müəllif, Oh isə müvafiq müəllif kimi çıxış etmişdir.

Nəşr detalları

Hyunsoo Kim və digərləri, Fototermal Meta-Morfinq edən SMA Strukturlarının Monolitik UB-Lazer Proqramlaşdırılması: İkili Kodlu Kirigami Mexanikası və Fotonik Absorbsiya, Qabaqcıl Elm (2026). DOI: 10.1002/advs.74930

Jurnal məlumatları: Qabaqcıl Elm 

Əsas anlayışlar

Hesablama əlavə istehsalıKoreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən təmin edilir