برای طراحی سیستم‌های خودمونتاژ؛

نانوماشین‌ها با کمک آهنربا‌ها خودشان را می‌سازند

یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی اساتید دانشگاه فیزیک از نیروی پیوند آهنربا‌ها برای طراحی سیستم‌های خودمونتاژ که بطور بالقوه می‌توانند در مقیاس نانوساخته شوند، استفاده کردند.

کد خبر: ۸۰۹۹۰۷

پنجشنبه - ۱۴ آذر ۱۳۹۸ / December 05, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، برای ساخت سیستم‌های کوچکی مانند ماشین‌های مینیاتوری، ژل‌ها و فرامواد که ضرورتا خودمونتاژ هستند، محققان از رشته‌های DNA الهام گرفتند. این رشته‌ها در اندازه اتمی می‌توانند ساختار‌های دوبعدی یا سه‌بعدی تحت فرآیندی به نام جفت شدن شکل بدهند که در آن نوکلئوئید‌های خاص با مکمل‌های خود جفت می‌شوند.

مغناطیس. جاذبه و دافعه بین آهنربا‌ها می‌تواند به عنوان نوعی از ارتباط هوشمند همانند دست دادن، به کار برود. کنش‌های مغناطیسی باعث ایجاد پیوند‌های قوی و تطبیق‌پذیری می‌شوند که به سادگی با تغییر دما دچار مشکل نمی‌شوند. با داشتن تعداد مناسبی از آهنربا‌ها در جهت‌های مختلف، هزاران ساختار مختلف، ممکن است. محققان نظریه طراحی خود را با ساختن پنل‌های آکریلیک در ابعاد سانتی‌متر آزمایش کرده‌اند. هر یک از پنل‌ها ۴ آهنربای کوچک به شکل مربع دارند. این آرایش به آن‌ها اجازه می‌دهد تا کنش‌های خاص مغناطیسی را ایجاد کنند.

کوهن یکی از سرپرست‌های این گروه تحقیقاتی گفت: با کنترل کردن الگوی دوقطبی‌های آهنربا روی هر پنل می‌توانیم پوند‌های قفل و کلید بسازیم. با چسباندن این پنل‌ها به یک نوار مایلار (پلی استر نازک و محکم که در ساختن نوارصوتی و ... کاربرد دارد) منعطف، ما بلوک‌های اولیه سازه خود را ایجاد می‌کنیم.

برای فعال کردن سازه‌های خود مونتاژ رشته‌ها روی یک میز لرزان تکان داده می‌شوند، بر اثر این لرزش از شکل‌گیری پیوند بین آهنربا‌ها جلوگیری می‌شود و مادامی که دامنه نوسان کاهش پیدا می‌کند آهنربا‌ها با توجه به دستور داده شده شکل‌گیری می‌کنند.

Ran Niu نویسنده اصلی این مقاله گفت: این یک طرح گسترده با کاربرد‌های بسیار است که هیجان‌انگیز و جالب هستند. ما می‌توانیم محرک‌های نوری فعال یا ماشین‌های کاربردی بسازیم که قابل کنترل هستند.

پروفسور جان نیومن استاد علوم فیزیک گفت: شگفتی کار، چگونه تعامل ساختار و اطلاعات برای ساخت ماشین‌هایی است که تغییر شکل می‌دهند. برای مثال RNA مولکول شگفت انگیزی در بدن ما است که علاوه بر اطلاعات بسیار، کاربرد‌های جالبی نیز دارد؛ بنابراین این مولکول گونه‌ای است که سیستم ما شبیه به آن بوده و می‌توانیم برای درک چگونگی تعامل پیچیده ساختار و اطلاعات از این مولکول شروع کنیم. در حالیکه ساختار‌های نانو و خودمونتاژ جدید نیستند، اما این پروژه برای اولین بار این دو مفهوم را با رمزگذاری مغناطیسی ترکیب می‌کند.