Kendi kendini onaran elektronik cihazlar hayal olmaktan çıkıyor mu?

Bilim insanları, gerçeği gibi kendi kendini onaran yapay deri geliştirilmesi adına önemli bir adım attı. Neşterle kesilen polimer metal kendi kendini onarmayı başardı.Elde edilen polimer metal, kendi kendini onaran protezden dokunmatik ekrana kadar yeni gelişmelere kapı aralayabilir.

ABD’li araştırmacılar, gerçeğiyle aynı özellikleri gösterecek yapay deri araştırmalarında önemli sonuçlar elde etti. Araştırmacılar, sinir uçlarının fonksiyonunu görecek yüksek elektriksel iletkenlik ve kendi kendini onarma özelliği kazandırdıkları yapay derinin, gelecekte nakil alanında çığır açabileceğini düşünüyor.

Stanford Üniversitesi’nde yürütülen araştırmada, sinir uçlarını taklit edecek iletkenliği gösteren metal başarılı olsa da, metalin kendi kendini onarması aşamasında istenilen sonuç alınamadı. Plastik tabanlı daha yumuşak metallerin ise açık bir yaranın kapanması gibi kendisini onarabildiği ancak bu sefer elektriği iyi iletemediği ifade edildi.

Stamford’da kimya mühendisi olan profesör Zhenan Bao, iletkenlik ve kendi kendini onarma konularında yaşanan soruna çözüm bulduğuna inanıyor. Bao, bir gün bu alanda yapılacak atılımların, yeni nesil protezler sağlayabileceği gibi, mobil cihaz teknolojilerin de de kullanılabileceğini belirtti. Örneğin, esnek ve kendi kendini onaran bir dokunmatik ekran, akıllı telefonunuzu yere düşürdüğünüzde kırılırsa, kendi kendini onaracak.

İki özellik bir arada

Bao ve ekibinin geçtiğimiz yıl başlattığı çalışmalarda, araştırmacılar basıncı algılayabilen deri benzeri esnek sensör geliştirmek için karbon nanotüpler kullandı. Bao ve ekibi bu yıl devam eden deneylerinde ise karbon nano tüplerle metal atomlarını bir araya getirecek yeni bir yöntem geliştirdi.

Bilim insanları, moleküllerin birbirlerine hidrojen atomlarıyla bağlı olduğu, spesifik moleküler yapıya sahip bir polimer metal kullandı. Hidrojen bağları, genelde az bir kuvvet uygulandığında dağılıyor. Ancak diğer bağlara kıyasla, hidrojen bağları tekrar bir araya gelerek, dağılmadan önce sundukları moleküler yapıyı tekrar oluşturabiliyor. Bao ve ekibi, hidrojen bağlarının yeniden bir araya gelme özelliğini, kendi kendini iyileştiren materyallerinde önemli bir girdi olarak kullandı.

Bu aşamanın ardından, elektrik iletkenliğinin optimize edilmesi aşamasına gelindi. Bunu sağlamak için, bilim insanları geliştirdikleri materyale nano parçacık boyutunda nikel ekledi. Nikel, materyalin elektrik iletkenliğini artırdı. Dahası, ne kadar nikel parçası eklenirse, iletkenlik de o kadar artış gösterdi.

Deneyler başarılı

Bao ve ekibi, yaptıkları çalışmalar sonucunda ilk çalışmalarına kıyasla çok daha iyi bir yapay deri elde etti. Yapay deriyi temsil eden materyal, neşter ile ortadan ikiye bölündükten bir dakika sonra kendini kendini onarmaya başladı. 30 dakika sonra, materyal dayanıklılığını ve iletkenliğini yüzde 100 geri kazandı. Normal insan derisinin kendi kendini tamamen onarması günler alıyor.

Bilim insanları, geliştirilen materyalin aynı zamanda bir sensör olarak da kullanılabileceğini çünkü büküldüğünde veya gerildiğinde elektrik direncinin değiştiğini ifade etti. Değişim ölçümlerinin, bilgisayar veya hatta beyne aktarılabileceği belirtilse de, günümüzde kusursuz işlev gören beyin-bilgisayar ara yüzü bulunmuyor.