Επιστήμονες δημιούργησαν ένα ρομπότ ικανό να μετατρέπεται σε υγρή μορφή και να επανασχηματίζεται στο αρχικό του σχήμα, μια εξέλιξη που μπορεί να προαναγγείλει νέες εφαρμογές στην υγειονομική περίθαλψη και σε άλλους τομείς, αλλά έχει επίσης προκαλέσει παραλληλισμούς με τον κακό από τις ταινίες «Εξολοθρευτής», καθώς η ουσία μπορεί να κατασκευαστεί σε ανθρωποειδές σχήμα.
Η καινοτομία, η οποία περιγράφεται λεπτομερώς στο περιοδικό Matter στις 25 Ιανουαρίου, εμπνεύστηκε από τα θαλάσσια αγγούρια. Τα παραδοσιακά ρομπότ με σκληρό σώμα είναι δύσκαμπτα και άκαμπτα, καθιστώντας τα ισχυρά, σταθερά και εύκολα στον έλεγχο. Αντίθετα, τα «μαλακά» ρομπότ είναι εύκαμπτα, αλλά είναι αδύναμα και δύσκολα ελεγχόμενα. Το νέο υλικό λύνει αυτό το πρόβλημα. «Δίνοντας στα ρομπότ τη δυνατότητα να εναλλάσσονται μεταξύ υγρής και στερεάς κατάστασης, τα προικίζει με περισσότερη λειτουργικότητα», δήλωσε σε δελτίο τύπου ο επικεφαλής της μελέτης, Τσενγκφένγκ, μηχανικός στο Κινεζικό Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ.
Επιπλέον, τα ρομπότ αυτά μπορούν επίσης να άγουν τον ηλεκτρισμό, καθώς είναι μαγνητικά. Η ερευνητική ομάδα ονομάζει το νέο υλικό αλλαγής φάσης που χρησιμοποιείται στα ρομπότ «μαγνητοενεργό μηχάνημα μετάβασης στερεάς-υγρής φάσης».
Το υλικό δημιουργήθηκε με την ενσωμάτωση γαλλίου με μαγνητικά σωματίδια. Το γάλλιο είναι ένα μαλακό, ασημένιο μέταλλο όταν βρίσκεται υπό κανονική θερμοκρασία και πίεση. Έχει χαμηλό σημείο τήξης.
Σε ένα βίντεο που αναρτήθηκε στο διαδίκτυο, φαίνεται ένα ανθρωποειδές μοντέλο κατασκευασμένο από το υλικό αλλαγής φάσης παγιδευμένο μέσα σε μια πρότυπη φυλακή. Το ανθρωποειδές λιώνει και ρέει έξω από τη φυλακή, ενώ στο τέλος αναμορφώνεται.
Πολλοί διαδικτυακοί χρήστες παρομοιάζουν αυτή την επίδειξη με τον εμβληματικό εξολοθρευτή T-1000 από την ταινία Terminator 2 του 1991, ο οποίος επίσης παρουσίασε παρόμοιες ικανότητες υγροποίησης.
Καλύτερα υλικά αλλαγής φάσης, ιατρική εφαρμογή
Σύμφωνα με τον επικεφαλής συγγραφέα και μηχανολόγο μηχανικό Καρμέλ Ματζίντι του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon, τα μαγνητικά σωματίδια που χρησιμοποιούνται στο υλικό αλλαγής φάσης εκτελούν διπλή λειτουργία.
«Η μία είναι ότι κάνουν το υλικό να ανταποκρίνεται σε ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, οπότε μπορείτε, μέσω επαγωγής, να θερμάνετε το υλικό και να προκαλέσετε την αλλαγή φάσης. Αλλά τα μαγνητικά σωματίδια δίνουν επίσης στα ρομπότ κινητικότητα και την ικανότητα να κινούνται σε απόκριση του μαγνητικού πεδίου», δήλωσε στο δελτίο τύπου του eurekalert.org.
Υπάρχουν ήδη κάποια υλικά που αλλάζουν φάση. Αλλά σε αντίθεση με το νέο υλικό, αυτά τα υπάρχοντα υλικά βασίζονται σε ηλεκτρικά ρεύματα, θερμικά όπλα και άλλες εξωτερικές πηγές θερμότητας προκειμένου να προκαλέσουν τη μετατροπή μεταξύ στερεάς και υγρής κατάστασης.
Επιπλέον, το νέο υλικό λέγεται επίσης ότι είναι πολύ πιο ρευστό στην υγρή του κατάσταση σε σύγκριση με άλλα υλικά αλλαγής φάσης που τείνουν να είναι πιο παχύρευστα όταν είναι υγρά.
Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε το υλικό υποβάλλοντάς το σε διάφορες λειτουργίες. Αυτό περιλαμβάνει την «απόδραση από τη φυλακή» σε στυλ terminator, την αναρρίχηση σε τοίχους, τη διάσπαση στη μέση για τη μετακίνηση αντικειμένων συνεργαζόμενο με κάθε μέρος πριν ενωθεί ξανά και άλματα πάνω από τάφρους.
Η καινοτομία μπορεί να αποδειχθεί πολύ χρήσιμη στην υγειονομική περίθαλψη. Σε μια δοκιμή, η ομάδα χρησιμοποίησε το ρομπότ αλλαγής φάσης για να αφαιρέσει ένα αντικείμενο από το μοντέλο ενός ανθρώπινου στομάχου. Ένα βίντεο της δοκιμής δείχνει πώς το υλικό αλλαγής φάσης μετακινεί το αντικείμενο προς τα έξω. Σε μια άλλη δοκιμή, η ομάδα παρέδωσε φάρμακα στο μοντέλο του στομάχου.
Μελέτες υλικού αλλαγής φάσης
Αρκετές μελέτες βρίσκονται σε εξέλιξη που ερευνούν τα υλικά αλλαγής φάσης. Το 2020, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον στο Ηνωμένο Βασίλειο παρουσίασαν ένα υλικό αλλαγής φάσης που δεν παρουσίαζε καμία απώλεια φωτός σε μήκη κύματος τηλεπικοινωνιών.
Σε σύγκριση με τα υπάρχοντα οπτικά υλικά υψηλής ποιότητας, το νέο υλικό παρουσίασε 100 φορές λιγότερη απώλεια φωτός, ενώ παράλληλα ήταν ικανό να μεταστρέφεται με χαμηλή ισχύ.
Το 2021, επιστήμονες από το Ερευνητικό Πάρκο του Embry-Riddle Aeronautical University στην Ντεϊτόνα Μπιτς της Φλόριντα, παρουσίασαν τη χρήση ενός υλικού αλλαγής φάσης για τη δημιουργία συσκευών ανταλλαγής θερμότητας που θα μπορούν κάποια στιγμή να βοηθήσουν τα κτίρια να εξοικονομήσουν κόστος ψύξης.
