استفاده از چاپ سه بعدی برای تولید عضله مصنوعی

به تازگی مقاله‌ای در نشریه ACS Applied Materials & Interfaces  به چاپ رسیده که در آن محققان از نوعی هیدروژل برای تولید عضله مصنوعی استفاده کردند.

این عضله مصنوعی به گونه‌ای طراحی شده که در اثر تابش نور قادر به تغییر شکل بوده و می‌تواند حرکت کند. این فناوری قابلیت استفاده در حوزه‌هایی نظیر روباتیک و نمایشگرهای قابل پوشیدن را دارد.

برخی از گونه‌های هشت پا در پوست خود سلول‌هایی تغییر دهنده رنگ دارند که کروماتوفور نامیده می شوند، پدیده‌ای که مهندسان دانشگاه راتگرز از آن الهام گرفته‌اند. فناوری ابداع شده این گروه با توجه به توانایی شگفت انگیز سفالوپودها مانند کاتلفیش، هشت پا و ماهی مرکب برای تغییر رنگ و بافت پوست نرم آنها برای استتار و برقراری ارتباط صورت گرفته است. این قابیت توسط هزاران سلول تغییر دهنده رنگ که کروماتوفور نامیده می شوند، در پوست آنها حاصل می شود.

هوون لی، نویسنده ارشد مقاله این پروژه می‌گوید: «نمایشگرهای الکترونیکی در همه جا وجود دارند و علیرغم پیشرفت های چشمگیر، از جمله نازک تر، بزرگتر و روشن‌تر شدن، در ساخت آنها از مواد سخت و محکم استفاده می‌شود، که این موضوع محدودیت‌هایی را برای صنایع در پی دارد. در این تحقیقات ما از یک رویکرد مهندسی جدید استفاده کردیم که می تواند به فرآیند تولید مواد نرم اضافه شود و نمایشگرهای رنگی و انعطاف پذیر ایجاد کند.»

مهندسان راتگرز یک هیدروژل قابل چاپ سه بعدی یا ژل هوشمند تولید کردند که نور را حس می‌کند و تغییر شکل می‌دهد. هیدروژل‌هایی که علی رغم داشتن آب شکل خود را حفظ کرده و جامد باقی می مانند، در بدن انسان، پوشک و لنزهای تماسی و بسیاری از محصولات دیگر یافت می‌شوند.

مهندسان با استفاده از یک نانو ماده حساس به نور در هیدروژل، آن را به یک "عضله مصنوعی" تبدیل کردند که در پاسخ به تغییرات نور منقبض می شود. ژل هوشمند حسگر نور، همراه با مواد منعطف چاپ شده سه بعدی، تغییر رنگ داده و منجر به اثر استتار می شود.

مراحل بعدی این پروژه بهبود حساسیت این فناوری، زمان پاسخ، مقیاس پذیری، بسته بندی و دوام است.