الرفع الجديد ، والانحناء 'Nanocardboard' يمكن أن يجعل Lightsails ، Microrobots

المواد الجديدة التي طورها الباحثون في جامعة بنسلفانيا خفيفة الوزن بما يكفي للراحة على ورقة دون ثنيها ، ومع ذلك قد تكون قوية بما يكفي للمساعدة في دفع الأقمار الصناعية إلى أقصى مسافات الفضاء. أوه ، وهو أيضا يفجر.

وهذا ليس كل هذه المواد الجديدة يمكن أن تكون مفيدة أيضًا. في الواقع ، قد يتم في الواقع صنع سيارات نقل السيارات ، قتل الخلايا السرطانية ، التي تقود عمليات الإنقاذ الصغيرة التي تقود الروبوتات في المستقبل ، من هذه الكرتون المستقبلي.

أو بشكل أكثر تحديداً ، يمكن بناء الروبوتات الصغيرة في المستقبل باستخدام "nanocardboard" من أكسيد الألومنيوم يزن أقل من واحد في الألف من الجرام ولكنه قوي بما يكفي للانحناء دون كسر. إنه عازل حراري كبير ، مما يعني أنه من المحتمل أن يصمد جيدًا في درجات الحرارة القصوى.

المفتاح لهذه المادة الجديدة الرائعة هو شكلها الذي يشبه الساندويتش ، والذي يقول الباحثون وراءه إنه يزيد قوته بمقدار 10،000 مرة عن المادة إذا كانت صلبة تمامًا. نشر الفريق النتائج التي توصلوا إليها في العدد الأخير من اتصالات الطبيعة.

"إذا قمت بتطبيق ما يكفي من القوة ، فيمكنك ثني الورق المقوى المموج بحدة ، لكنه سينفجر ؛ يقول إيغور بارجاتين ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة بنسلفانيا الذي قاد الدراسة: "ستخلق تجعدًا حيث تصبح ضعيفة بشكل دائم". "هذا هو الشيء المثير للدهشة بالنسبة لنا nanocardboard ؛ عندما تنحني ، فإنها تتعافى كما لو لم يحدث شيء. هذا ليس له سابقة على المجهر ".

نظرًا لكونها قوية جدًا وخفيفة الوزن ، قال الباحثون إنه قد يكون هناك عدد من التطبيقات للوحة النانو الخاصة بهم ، من الصغيرة - على سبيل المثال عن طريق توفير مادة للأجنحة على روبوتات صغيرة متشابكة تشبه الطيور - إلى تطبيقات أكبر بكثير في الفضاء ، على سبيل المثال عن طريق تطوير الأشرعة الخفيفة.

تعتبر الأشرعة الخفيفة أحد الإمكانيات لتمكين البشر من استكشاف المناطق الأبعد في الفضاء السحيق بشكل أفضل دون الحاجة إلى القلق بشأن قيود الطاقة. إنهم يشبهون بشكل أساسي الأشرعة التي تبحر بالقوارب ، باستثناء بدلاً من دفع السفن المتجهة إلى البحر باستخدام الرياح ، فإنهم سيدفعون المركبات الفضائية أو الأقمار الصناعية من خلال التقاط جزيئات الضوء الصغيرة المنبعثة من الشمس.

"هناك تطبيق آخر محتمل ، هو ستارشوت لايت ، الذي يُتوقع أن يسافر بنسبة تصل إلى 20 في المائة من سرعة الضوء للوصول إلى بروكسيما سنتوري ب في غضون عقدين من الزمان" ، يكتب المؤلفون في الصحيفة. "تشتمل بعض متطلبات المواد الحرجة على كثافة كتلة أقل من 0.1 جم − 2 (تقابل سماكة الشراع البالغة 100 نانومتر) ، والقدرة على الحفاظ على درجات حرارة عالية ، وصلابة ثني كافية للتحكم في الشكل (وبالتالي اتجاه الدفع)) ".

حدد الباحثون أيضًا تطبيقات أخرى ، بما في ذلك العزل الحراري وتحويل الطاقة. قد تثبت أيضًا حقيقة أن المادة يمكنها رفعها عند تسخينها أيضًا ، على الرغم من أن الباحثين لا يبدون بعد متأكدين تمامًا من كيفية ذلك. في الخطوة التالية ، يخططون لمزيد من البحث في أي من حالات الاستخدام الممكنة لهذه اللوحة النانوية الجديدة تحمل أكبر وعد.