روبوتات مصنوعة من مادة الغرافين وبحجم الخليّة

تم تطوير عمليّةٍ جديدةٍ لإنتاج روبوتاتٍ صغيرةٍ جداً، وذلك للقيام بتشخيص جسم الانسان أو التشخيص في المناطق الصعبة الوصول.بدأت الروبوتات بالقيام بأعمالٍ محدّدةٍ دقيقةٍ وأكثر خطورةً بعد أن أصبح شكلها صغيراً جداً كالعديد من الأجهزة التقنيّة، حيث قام الباحثون لدى MIT بتطوير طريقةٍ لإنتاج أعدادٍ كبيرةٍ من الروبوتات صغيرة الحجم والتي لم تعد أكبر من خليّةٍ ، وتستخدم لأغراض التشخيص والمراقبة في تطبيقاتٍ متعدّدة، حسب آخر إصدارٍ لنشرة MIT.

صُنع الخلايا الصناعيّة:

  الشكل (1): روبوتات صغيرة الحجم مصنوعة من مادة الغرافين

                                           الشكل (1): روبوتات صغيرة الحجم مصنوعة من مادة الغرافين.

 وجد الفريق أنّ مفتاح تطوير هذه الروبوتات هو ما يدعى بـ Syncells وهو اختصارٌ للخلايا الصناعيّة (synthetic cells) ، وذلك للتحكّم بعمليّة الكسور الطبيعيّة لموادٍ هشّةٍ ورقيقة.

في هذه الحالة كانت المادة هي غرافين، وهي رقيقةٌ جداً وقويّةٌ للغاية بدلاً من اعتبار الهشاشة المتأصّلة للغرافين كمشكلة استخدمها الباحثون لفوائدها.

طوّر الباحثون لدى MIT روبوتاتٍ صغيرةً بحجم الخليّة من الغرافين تُستخدم ضمن مجال أنشطة المراقبة والتشخيص. تُظهر الصورة دوائرَ على رقاقة الغرافين، حيث تمّت تغطية الرقاقة بمصفوفةٍ من الأعمدة الدائريّة مشكّلةً ضغطاً يؤدي لانفصال الأقراص عن الشريحة. يُستخدَم الشريط الرّماديّ السّائل على الشّريحة لرفع الأقراص عن السّطح.

طوّر الباحثون عمليّةً تدعى الثقب التلقائيّ Autoperforation، حيث إنّها مميّزةٌ في طريقة توجيه خطوط كسور الغرافين ، وبذلك ينتج جيوبٌ بحجمٍ وشكلٍ متوقّع، حيث يمكن للمواد والدوائر الالكترونية ضمن الجيوب جمْع وتسجيل واستخراج البيانات.

“اكتشفنا إمكانيّة استخدام هذه الهشاشة” وفقاً لسترانو: “إنه الحدس، سأدهش لو أخبرتَني قبل هذا العمل أنّه بإمكانك كسر مادّةٍ للتحكّم بحجمها في مجال النانو”.

يشكّل الغرافين البنية الخارجيّة لهذه الخلايا الصناعيّة الصغيرة مع طبقةٍ من المادّة، وتتوضّع أسفل السّطح نقاطٌ صغيرةٌ من مادة البوليمير التي تتضمّن الكترونات للأجهزة تترسّب باستخدام إصدارٍ مختبريٍّ لطابعةٍ نافثةٍ للحبر فوق الطّبقة الثّانية الموضوعة من الغرافين.

السلاسل الدائرية:

تشكّل مادة البوليمير أعمدةً دائريّة الشكل، وعندما يلتقي الغرافين بهذه الأعمدة تغطّى الحواف الدائريّة للأعمدة لتشكّل خطوط السلسلة العليا في المادّة، وصفها باحثٌ وطالبٌ متخرجٌ يدعى ألبرت ليو بالشكل: كغطاء طاولةٍ يسقط ببطء على سطح طاولةٍ دائريّة.

يمكن لأيّ أحدٍ بسهولةٍ ملاحظةَ تطوّر السّلسلة الدائريّة إلى حوافّ طاولة، وهذا منطقيٌ لما يحدث لشريحةٍ مسطّحةٍ من الغرافين تُطوى حول أعمدة البوليمير المطبوعة.

تتعلّق هذه النتيجة في كسور المواد على طول الحدود مما يسبب كسوراً كاملةً للغرافين، لكن الكسر يوجّه حول محيط الأعمدة، ولوحظ بشكل منتظم أنّ أجزاء الغرافين الدائريّة تبدو وكأنّها قطعت عبر ثقب مجهر لتشكِّل الخلايا الصناعيّة.

هذا يوضّح الفائدة الأساسيّة لعمليّة تطوير أجهزة روبوت مجهريّة، إنها ليست أكثر أو أقلّ من خطوةٍ مفردةٍ عوضاً عن التعقيد، حيث تحتاج الغرف النظيفة لتطوير هذه الروبوتات الصغيرة.

طوّر الباحثون خلايا صناعيّة ضمن مجال حجم خلايا كريات الدم الحمراء في جسم الانسان أو حوالي 10 مايكرومتر أو أكبر حجما بـ 10 مرات، تصرّفت الروبوتات كخلايا بشريّةٍ تحت المجهر، “ربما يعتقد معظم البشر أنها خليّة” قال سترانو.

أبحاث سترانو وفريقه هي متابعةٌ لعمل مكبّرٍ أنهوه بتطوير خلايا صناعيّةٍ يمكنها جمع معلوماتٍ عن الكيمياء أو خصائص الحسّاسات المجاورة على السّطح وتخزين المعلومات لاستردادٍ لاحق.

بينما الخلايا الصناعيّة المطوَّرَة مؤخّرا لا تملك إمكانيّات عديدةً، حيث أظهرت الأبحاث الجديدة كيف يمكننا تضخيم الإنتاج، وتستطيع هذه الأجهزة التشخيص عبر التنقل داخل جسم الانسان أو تشكيل بنيةٍ أو مراقبة شيءٍ داخليٍّ كأنبوبة زيت.

تستطيع الأجهزة تطوير قدرات الحركة والكشف عن موادٍ كيميائيّةٍ عديدة أو بارامتراتٍ أخرى وتخزينها بالذّاكرة.


المصدر:هنا
ترجمة: رهام حبيب, مراجعة: عبد الله الفارس, تدقيق لغوي: مي همدر , تصميم:عليى العلي , تحرير:قحطان غانم.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *