وفقًا لما ذكره مختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية ، طور علماء الجيش معدن سائل “يشبه المنهي” يمكنه تغيير الهيكل بشكل مستقل ، تمامًا كما في فيلم هوليوود.
وطور العلماء أنظمة معدنية سائلة للإلكترونيات القابلة للامتداد – التي يمكن أن تكون عازمة أو مطوية أو تكوم أو تمدد – هي مجالات بحث رئيسية نحو الجيل التالي من الأجهزة العسكرية.
المواد الموصلة تغير خصائصها لأنها متوترة أو ممتدة. عادة ، تنخفض الموصلية الكهربائية ويزيد المقاومة مع التمدد.
والمواد التي طورها مؤخرًا علماء مختبر القوات الجوية (AFRL) ، والتي تسمى شبكات المعادن السائلة المبلمرة ، هي عكس ذلك تمامًا. ويمكن توتر هذه الشبكات المعدنية السائلة بنسبة تصل إلى 700 ٪ ، والاستجابة بشكل مستقل لتلك السلالة للحفاظ على المقاومة بين هاتين الدولتين على حالها تقريبًا ، ولا تزال تعود إلى حالتها الأصلية. كل ذلك يرجع إلى البنية النانوية ذاتية التنظيم داخل المواد التي تؤدي هذه الردود تلقائيًا.
وقال الدكتور كريستوفر تابور ، باحث أبحاث رئيسي في المشروع: “هذه الاستجابة للامتداد هي عكس ما تتوقعه تمامًا”. “عادةً ما تزداد المواد مقاومة حيث يتم تمديدها ببساطة لأن التيار يجب أن يمر عبر المزيد من المواد. كانت تجربة أنظمة المعادن السائلة ورؤية الاستجابة المعاكسة غير متوقعة ولا يمكن تصديقها حتى نفهم ما يجري. ”
وتحتوي الأسلاك التي تحتفظ بخصائصها في ظل هذه الأنواع المختلفة من الظروف الميكانيكية على العديد من التطبيقات ، مثل الالكترونيات القابلة للارتداء من الجيل التالي.
و على سبيل المثال ، يمكن دمج المادة في ثوب طويل الأكمام واستخدامها لنقل الطاقة عبر القميص وعبر الجسم بطريقة لن يؤدي تغيير ثني الكوع أو تدوير الكتف إلى تغيير القوة المنقولة.
وقام باحثو AFRL أيضًا بتقييم خصائص تسخين المادة في شكل عامل يشبه القفاز الساخن. لقد قاموا بقياس الاستجابة الحرارية مع حركة الإصبع المستمرة واحتفظوا بدرجة حرارة ثابتة تقريبًا مع جهد ثابت مطبق ، على عكس أحدث أجهزة التسخين القابلة للتمدد التي تفقد توليد طاقة حرارية كبيرة عند توترها بسبب تغير المقاومة.
بدأ هذا المشروع خلال العام الماضي وتم تطويره في AFRL بدولارات البحث الأساسية من مكتب القوات الجوية للبحث العلمي. ويجري حاليا استكشافه لمزيد من التطوير بالشراكة مع كل من الشركات الخاصة والجامعات. ويعد العمل مع الشركات في مجال البحوث التعاونية مفيدًا لأنها تأخذ أنظمة مبكرة تعمل بشكل جيد في المختبر وتحسنها من أجل التوسع المحتمل. في هذه الحالة ، سيمكنون دمج هذه المواد في المنسوجات التي يمكن أن تعمل على رصد وزيادة الأداء البشري.
يبدأ الباحثون بجزيئات فردية من المعدن السائل محاطة بقشرة تشبه بالونات الماء. ثم يتم ربط كل جسيم كيميائيًا بالجسيم التالي من خلال عملية البلمرة ، مثل إضافة روابط إلى سلسلة ؛ بهذه الطريقة ترتبط جميع الجزيئات مع بعضها البعض.
عندما يتم توتر جزيئات المعدن السائل المتصل ، فإن الجزيئات تمزق وتخرج المعدن السائل. اتصالات شكل لإعطاء النظام كل من التوصيل والمطاط الأصيل. خلال كل دورة تمتد بعد الأولى ، تزيد الموصلية وتعود إلى وضعها الطبيعي. لتتخلص من ذلك ، لا يوجد أي كشف للتعب بعد 10000 دورة.
قال النقيب كارل ثراشر ، الباحث الكيميائي في مديرية المواد والتصنيع في AFRL والمؤلف الرئيسي في مقالة المجلة: “إن اكتشاف شبكات المعادن السائلة المبلمرة يعد مثالياً لتسليم الطاقة واستشعارها ودوائرها”. “ستكون أنظمة التواصل البشري قادرة على العمل بشكل مستمر ، ووزن أقل ، وتوفير المزيد من الطاقة مع هذه التكنولوجيا.”
وأضاف “نعتقد أن هذا مثير حقًا للعديد من التطبيقات”. “هذا شيء غير متوفر في السوق اليوم ، لذلك نحن متحمسون بالفعل لتقديم هذا إلى العالم ونشر الكلمة”.