Japāņu zinātnieki ir izveidojuši materiālu, kas spēj patstāvīgi mainīt savu formu tā, it kā tas būtu dzīvs. Tas var pārvērsties no plānas, spirālveida šķiedras plakanā virsmā un pēc tam izaugt par mazu trīsdimensiju struktūru. Visu šo procesu iespējams vadīt, mainot vienīgi gaismas intensitāti.
Gudra sistēma, kas reaģē uz gaismu
Lai gan tas izklausās pēc zinātniskās fantastikas, zinātniekiem ir izdevies izveidot sistēmu, kas reaģē uz apgaismojumu un pielāgojas saņemtajai enerģijai. Materiāls spēj atgriezties savā iepriekšējā stāvoklī, it kā tam būtu atmiņa, līdzīgi kā dzīviem organismiem. Tas ir pirmais šāda tipa risinājums, kas pats par sevi nav dzīvs, taču uzvedas līdzīgi kā dzīva daba.
Projekts radās no vienkārša jautājuma: kā izveidot materiālus, kas spētu paši pielāgoties videi un neprasītu nepārtrauktu ārēju iejaukšanos? Japāņu zinātnieku komanda pierādīja, ka tas ir iespējams. Viņu darbs publicēts žurnālā Chem un tiek uzskatīts par nozīmīgu soli ceļā uz pavisam jaunu materiālzinātnes virzienu.
Jums varētu patikt šie:
Materiāls, kas pats maina savu formu
Šis materiāls izveidots no divu īpašu molekulu kombinācijas. Viena molekula reaģē uz gaismu un darbojas kā slēdzis, bet otra palīdz materiālam saglabāt dažādas formas. To savstarpējā mijiedarbība ļauj sistēmai pārkārtoties atkarībā no tā, cik daudz gaismas konkrētajā brīdī tiek absorbēts.
Parastos apstākļos materiāls veido plānu, spirālveida diegu. Pēc kāda laika šis diegs pats no sevis iztaisnojas un kļūst par plānu, plakanisku kārtu. Tas ir sākotnējais stāvoklis, no kura sākas interesantākās pārvērtības.
Spēja atgriezties iepriekšējā stāvoklī
Ja šo plakanisko kārtu apstarot ar spēcīgu ultravioletās gaismas starojumu, materiāls atgriežas savā sākotnējā – diegveida – formā. Zinātnieki šo procesu vēroja ar īpaši ātru mikroskopu, lai redzētu izmaiņas reāllaikā. Gaisma vājināja materiāla iekšējās saites un lika tam atkal savīties spirālē.
Būtiski ir tas, ka pārmaiņas notiek tikai tajos apgabalos, kur gaisma tieši nokļūst. Pirmo reizi izdevies tik precīzi vadīt materiāla formu, izmantojot vienīgi gaismu. Šāds kontroles līmenis līdz šim nebija sasniegts.
Pāreja trešajā dimensijā
Ja materiālu apstarot ar vājāku ultravioletās gaismas starojumu, tas vairs nesavijas atpakaļ diegā. Tā vietā mazākās daļiņas sadalās, bet lielākās sāk celties uz augšu un veido mazus kristālus. Tas atgādina dabisku augšanas procesu, tomēr šeit to pilnībā vada gaisma.
Jums varētu patikt šie:
Šāda uzvedība ļauj materiālam pāriet no plakanas virsmas uz trīsdimensiju struktūru. Šo pāreju iespējams pēc vajadzības apturēt, pavērst pretējā virzienā vai pastiprināt. Tas paver plašas iespējas nākotnes tehnoloģijām.
Ko tas nozīmē nākotnei?
Pētījuma autori uzskata, ka šādi materiāli varētu kļūt par pamatu jaunas paaudzes robotiem, gudriem pārklājumiem un pašpielāgojošām medicīnas sistēmām. Tie spētu paši mainīt savu stingrību, virzienu vai formu atkarībā no apkārtējiem apstākļiem. Vēl pavisam nesen šāda ideja šķita tikai teorētisks pieņēmums.
Nākamais solis ir piešķirt materiālam vēl vairāk funkciju. Piemēram, tas varētu sākt izdalīt aktīvās vielas tikai tad, kad gaisma kļūst vājāka vai, gluži pretēji, sacietēt spilgtā apgaismojumā. Tas nozīmētu pilnīgi jaunas, patstāvīgi darbojošos materiālu paaudzes rašanos.
