توسعه روبات‌های تغییر شکل دهنده با کمک کریستال‌ مایع

آی‌تی‌من- تحقیقی جدید یک روش ساده و خلاقانه برای دستکاری ویژگی‌های مولکولی کریستال‌های مایع به وسیله قرار گرفتن در معرض نور را توصیف کرده است.

آلوین مودین، محقق حوزه فیزیک در دانشگاه جان‌هاپکینز، این پژوهش را رهبری کرده است. محققان برای ایجاد یک روش ارزان قیمت جهت شکل دادن به مولکول‌های کریستال مایع در حالت سه بعدی از ابزارهای معمولی مانند میکروسکوپ و لنز استفاده کردند.

این فرایند به آزمایشگاه‌ها و تولید کنندگان در سراسر جهان کمک می‌کند پتانسیل کریستال‌های مایع در خلق نسل آینده روبات‌ها و دوربین‌ها را آزاد کنند. مودین در این باره می‌گوید: با کمک این روش هر آزمایشگاهی با یک میکروسکوپ و مجموعه ای از لیزرها می‌تواند کریستال‌های مایع را در الگوهای دلخواه خود تنظیم کند. آزمایشگاه‌های صنعتی و تولید کنندگان احتمالا طی یک روز بتوانند این روش را به کار گیرند.

یکی از دلایل محبوبیت کریستال‌های مایع توانایی آنها برای جریان یافتن مانند مایعات است. این مواد همزمان می‌توانند مانند جامدات یک جهت ثابت را حفظ کنند. آنها بخشی مهم از نمایشگرهای ال سی دی، ابزارهای عکسبرداری پزشکی زیستی و دیگر دستگاه‌های نیازمند کنترل دقیق نور هستند.

با این وجود دستکاری تنظیمات آنها در حالت سه بعدی پرهزینه و فرایندی حساس است. بنابراین محققان در معرض نور قرار گرفتن یک ماده حساس به نور روی شیشه را کنترل کردند و با موفقیت جهت گیری سه بعدی کریستال‌های مایع را دستکاری کردند.

این آزمایش بسیار جالب است. محققان نور قطبش یافته و قطبش نیافته را به وسیله میکروسکوپ روی کریستال‌های مایع تاباندند. آنها متوجه شدند در نور قطبش یافته، امواج نوری به جای آنکه به طور تصادفی در جهات مختلف نوسان کنند، در جهات خاصی حرکت می‌کنند. این ویژگی نور قطبش نیافته است.

محققان با کمک این روش از کریستال‌های مایع لنزهای میکروسکوپی ساختند که قادر به متمرکز کردن نورشدند که وابسته به قطبش نوری بودکه از آن می‌تابید. این امر فرصت‌های زیادی برای ابزارهای قابل برنامه ریزی ایجاد می‌کند که می‌توانند خود را با محرک‌ها منطبق کنند. به عنوان مثال روبات‌هایی مانند لاستیک می‌توانند اشیای پیچیده یا لنزهای دوربین را کنترل کنند که در شرایط نوری مختلف فوکوس آنها تغییر می‌کند.

کاربردهای احتمالی این ابزار بسیار وسیع است. به عنوان مثال می‌توان با کمک آن روبات‌هایی ساخت که برای حرکت روی سطوح چالش برانگیز شکل خود را تغییر می‌دهند.