طوّر فريق من الباحثين في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة فرجينيا تقنية تصنيع جديدة أطلق عليها اسم HydroSpread، تسمح لهم بتشكيل روبوتات فائقة الرقة ومرنة مباشرة على سطح الماء.
وقد نشرت تفاصيل هذه الطريقة في مجلة Science Advances، حيث أوضح الفريق أن التقنية الجديدة تتجاوز خطوة تصنيع معقدة، ما يمهّد الطريق لإنتاج واسع النطاق لروبوتات دقيقة يمكن استخدامها في مراقبة البيئة وعمليات البحث والإنقاذ.
واجهت محاولات سابقة لصناعة روبوتات لينة قادرة على السير فوق الماء عقبة رئيسية، إذ غالبًا ما تتعرض أجسامها الرقيقة للتلف عند نقلها من السطح الصلب المُصنّعة عليه إلى سطح الماء. لكن تقنية HydroSpread حلّت هذه المشكلة عبر تشكيل الطبقة مباشرة على الماء. وتبدأ العملية بترسيب حبر بوليمري سائل فوق سطح الماء.
في التجارب العملية، وضع الباحثون مادة بوليمرية تُعرف باسم Polydimethylsiloxane (PDMS) على سطح الماء، حيث انتشرت لتكوّن طبقات ثنائية فائقة الانتظام. وبعد ذلك، استُخدم الليزر لنقش هذه الطبقات بدقة في الأشكال المطلوبة.
وأكد الفريق أن هذه الطريقة تمنح دقة أعلى مقارنة بالتصنيع على الأسطح الصلبة، لأن الماء بوصفه وسطًا سائلاً يبدّد حرارة الليزر بسرعة ويمنع ارتفاع درجة الحرارة، ما يقلل من العيوب في النقش.
وباستخدام هذه التقنية، أنشأ الباحثون جهازين نموذجيين: الأول HydroFlexor الذي يتحرك بحركات تشبه زعانف الأسماك، والثاني HydroBuckler الذي “يمشي” بحركة انحنائية تحاكي حشرة الـ Water Strider. وتعتمد هذه الروبوتات على حرارة تصدر من مصدر أشعة تحت الحمراء خارجي، حيث تتمدد طبقتا الفيلم بمعدلات مختلفة لتوليد الحركة.
وأشار الباحثون إلى أن هذه التقنية قد تجد تطبيقات مستقبلية أيضًا في إنتاج أفلام فائقة الرقة مخصّصة للأجهزة الطبية القابلة للارتداء، فضلًا عن المكوّنات المرنة في إلكترونيات الجيل القادم.
المصدر