مترجم: علي طالبي
در عصر تلفنهاي هوشمند (اسمارتفون) و تبلتها، صفحات لمسي در همه جا ديده ميشوند. همچنين اين صفحات شكننده هستند. ديدن افرادي كه تلفن همراه آنها ترك خورده، گواهي بر شكننده بودن اين صفحات است. پوشاندن يك روبات، يك هواپيما يا يك پل با حسگرها نيازمند يك تكنولوژي قابل انعطاف و مقرون به صرفه است تا بتوان آن را به صورت انبوه توليد كرد. تيمي از محققان علوم كامپيوتر دانشگاه امآيتي (MIT) و لابراتوار هوش مصنوعي گمان كردند كه چاپ سهبعدي (3D) ميتواند پاسخ آنان باشد.
اين وسيله الهامگرفته از سوسك طلايي لاكپشتي يا «سوسك طلايي» است. سوسك طلايي حشرهاي است كه سطح خارجي بدن آن معمولاً طلايي رنگ است ولي درصورتيكه ضربه خورده يا تحريك شود يعني به صورت مكانيكي تحت فشار قرار گيرد بهرنگ نارنجي مايلبه قرمز درميآيد. سوبرامانيان ساندارام دانشجوي فوقليسانس دانشگاه امآيتي در رشته مهندسي برق و علوم كامپيوتر (EECS) كه رهبري اين پروژه را برعهدهداشت ميگويد: در طبيعت، شبكه حسگرها و اتصالات، گذرگاههاي حسيحركتي نام دارند. ما تلاش كرديم بفهميم آيا ميتوان گذرگاههاي حسيحركتي را در شيء چاپي سه بعدي عيناً بازسازي كرد. بنابراين سادهترين ارگانيسمِ قابل يافت را در نظرگرفتيم. ابزار الكترونيكي قابل چاپ كه مدارِ حركت انعطافپذير آن بر انواعي از لايههاي پلاستيكي قرار دارد براي دههها يكي از حوزههاي اصلي تحقيق بوده است ولي ساندارام ميگويد توانايي چاپ زيرلايه بهتنهايي ميتواند محدوده دستگاههايي كه تكنيك ميتواند در آنها بازدهي داشته باشد را افزايش دهد.
اولاً انتخاب زيرلايه باعث محدودشدن انواع موادي ميشود كه ميتوانند در رأس آن قرار گيرند زيرا يك زيرلايه چاپ شده ميتواند متشكل از مواد بسياري باشد كه به صورتي پيچيده ولي منظم به هم متصل ميشوند. اين زيرلايه باعث گسترش محدوده مواد كارآمدي ميشود كه ابزار الكترونيكي قابل چاپ ميتوانند (ازآنها) استفاده كنند. همچنين زيرلايههاي قابل چاپ اين امكان را فراهم ميكنند تا دستگاهها به صورتهايي بسيار پيچيده و بهاشكال سه بعدي تا بخورند اگرچه به صورت صفحاتي مسطح چاپ شوند. بهعنوان مثال روباتهاي قابلچاپ كه با گرم شدن به صورت خود به خود جمع ميشوند موضوع جاري تحقيقات در لابراتوار CSAIL هستند كه رهبري اين تيم تحقيقاتي را دانيل راس، اندرو و ارنا ويترباي اساتيد دانشگاه امآيتي در رشته مهندسي برق و علوم كامپيوتر برعهده داشتند.
ساندارام ميگويد: «اعتقاد ما بر اين است كه اگر شما قادر باشيد تنها لايه زيرين را چاپ كنيد ميتوانيد به چاپ اشكالي بسيار پيچيده نيز فكركنيد.»
علامتدهي انتخابي
دستگاه جديد محققان دانشگاه امآيتي تقريباً بهشكل تي (T- Shape) است با اين تفاوت كه پايه آن كلفت و پهن بوده و خط عرضي بلندي دارد. خط عرضي از يك پلاستيك كشساني ساخته شده بود كه نواري نقرهاي كه در طول آن امتداد داشت. در آزمايشهاي محققان الكترودها به پايانههاي خط عرضي متصل ميشدند. پايه تي (T) از پلاستيك بسيار سختي ساخته شد. اين پايه شامل دو ترانزيستور چاپ شده و همچنين چيزي است كه محققان آن را «پيكسل» مينامند كه شامل دايره پليمري نيمهرسانا است و زمانيكه خطوط عرضي منبسط شوند رنگ آن تغيير كرده، مقاومت الكتريكي نوار نقرهاي تعديلميشود.
اين محقق ميگويد: «نيازي نيست تمام حسگرها را به كامپيوتر اصلي خود متصلكنيد زيرا در اين صورت شما انبوهي از اطلاعات را خواهيد داشت كه وارد كامپيوتر شما ميشوند. بايد قادر باشيد اتصالات هوشمندانهاي را برقرار كرده و تنها سيگنالهاي مربوط را انتخابكنيد.»
ساندارام يك دستگاه گرمايشي از جنس مس و سراميك را اضافه كرد كه براي قراردادن پلاستيك نيمه رسانا ضروري بود: پلاستيك در مايعي كه بر سطح دستگاه اسپري ميشود معلق شده و دستگاه گرمايشي مايع را تبخير ميكند و در نتيجه لايهاي پلاستيكي با 200 نانومتر ضخامت برجاي ميگذارد.
منبع: ساينس ديلي
