تم تطوير تقنية جديدة مبتكرة تسمى HydroSpread من قبل فريق من الباحثين في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة فرجينيا، وهي تقنية تتيح تشكيل روبوتات فائقة الرقة ومرنة مباشرة على سطح الماء. تم نشر تفاصيل هذه التقنية في مجلة Science Advances، حيث كشف الفريق عن إمكانياتها الواعدة لإنتاج روبوتات دقيقة يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل مراقبة البيئة وعمليات البحث والإنقاذ.
حلول للتحديات السابقة
تواجه محاولات سابقة لإنشاء روبوتات لينة قادرة على السير فوق الماء تحديات كبيرة، حيث كانت الهياكل الرقيقة معرضة للتلف عند النقل من الأسطح الصلبة التي صنعت عليها إلى الماء. ولكن مع تقنية HydroSpread، تم تجاوز هذه المعضلة من خلال تشكيل الطبقات مباشرة على الماء، حيث تبدأ عملية التصنيع بترسيب حبر بوليمري سائل على سطح الماء.
في تجاربهم، استخدم الباحثون مادة بوليمرية تُعرف باسم Polydimethylsiloxane (PDMS)، التي انتشرت على سطح الماء لتكوين طبقات ثنائية فائقة الانتظام. وبعد ذلك، استُخدم الليزر لنقش هذه الطبقات بدقة، ما أسهم في تشكيل الأشكال المطلوبة.
دقة متناهية وإمكانيات تطبيقية
أكد الفريق أن هذه الطريقة توفر دقة أعلى مقارنة بالتصنيع على الأسطح الصلبة. حيث يعمل الماء على تبديد حرارة الليزر بسرعة، مما يساهم في تقليل العيوب الناجمة عن ارتفاع درجة الحرارة أثناء النقش. باستخدام هذه التقنية، ابتكر الباحثون نموذجين: الأول هو HydroFlexor الذي يتحرك بحركات مشابهة لزعانف الأسماك، والثاني HydroBuckler الذي “يمشي” بحركة انحنائية تحاكي حركة حشرة الـ Water Strider.
تعتمد هذه الروبوتات على الحرارة المنبعثة من مصدر أشعة تحت الحمراء خارجي، مما يولد حركة نتيجة لتمدد الطبقات بمعدلات مختلفة. كما أشار الباحثون إلى أن هذه التقنية قد تفتح آفاق جديدة لتطبيقات مستقبلية في تطوير أفلام فائقة الرقة للأجهزة الطبية القابلة للارتداء، بالإضافة إلى مكونات مرنة تستعمل في إلكترونيات الجيل القادم.
