Znajdź zawartość

Naukowcy z południowokoreańskiego uniwersytetu Inha udowodnili, że celuloza – główny składnik papieru – zgina się w odpowiedzi na impulsy elektryczne. W porównaniu z innymi reagującymi w ten sposób materiałami, celuloza jest tania, lekka i wymaga przyłożenia niższych napięć. Koreańczycy współpracują teraz z NASA nad opracowaniem robotów rozmiarów owada, które poruszałyby się za pomocą celulozowych skrzydeł, a zasilane miałyby być bezprzewodowo. Takie urządzenia znalazłyby zastosowanie w miejscach, które dla człowieka są niebezpieczne. Mogłyby też badać szkodliwe gazy czy badać z góry powierzchnię Marsa. Zespół pod kierunkiem profesora Jaehwana Kima stworzył reagującą na prąd celulozę formując papierową pulpę w arkusze i pokrywając je cienką warstwą złota. Niektóre fragmenty arkuszy mają bardzo regularną budowę, inne pozostawiono nieregularne na kształt makaronu. Ruch jonów oraz ruch włókien celulozy, powoduje, że materiał odpowiada na sygnały elektryczne. Za jej wyginanie się odpowiadają obszary uporządkowane, natomiast te nieuporządkowane pozwalają jonom na ruch bardziej chaotyczny i deformowanie papieru. Koreański wynalazek należy do nowej klasy materiałów piezoelektrycznych (czyli odpowiadających na działanie prądu), jest tzw. polimerem elektroaktywnym. Naukowcy wiążą z nimi spore nadzieje sądząc, że w przyszłości pozwolą one na stworzenie sztucznych mięśni, czujników substancji chemicznych, wyświetlaczy, baterii czy ruchomych części robotow. Song Choi, naukowiec z NASA Langley Research Center zauważa, że olbrzymim plusem elektrycznie aktywnego papieru jest jego mały ciężar i bardzo dobra reakcja na niskie napięcia w porównaniu z innymi elektroaktywnymi polimerami. Przyłożenie niskiego napięcia do nowego materiału powoduje, że pasek o długości 30 milimetrów przemieszcza się o 4,2 milimetra. Moc pola elektrycznego koniecznego do wymuszenia na papierze jego maksymalnego ruchu jest o jeden do dwóch rzędów wielkości mniejsza, od mocy koniecznej do poruszenia innych elektroaktywnych polimerów. Odpowiedź papieru jest ponadto bardzo szybka. Potrafi on wygiąć się i powrócić do swojej poprzedniej pozycji w ciągu 0,06 sekundy. Dla NASA papierowe roboty są szansą na obniżenie kosztów długich misji międzyplanetarnych. Nie wiadomo jednak, czy przetrwałyby one warunki panujące np. nad powierzchnią marsa. Jednym z minusów celulozy jest fakt, że papierowe skrzydła czy muskuły nie odznaczają się zbyt dużą siłą, a ta jest potrzebna do zastosowania w robotyce. Dlatego też już trwają prace nad jej wzmocnieniem. We współpracy z Kimem prowadzi je profesor Zoubeida Ounaies z Texas A&M University. Naukowcy planują dodać do celulozy węglowe nanorurki.