تطوير هيكل فائق التشوه مدفوع بالضوء من سبائك ذاكرة الشكل في معهد KAIST الكوري

2026-07-20 14:02
المفضلة

أخبار ar.wedoany.com، أعلن المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST، برئاسة باي تشونغ-شيك) في 20 يوليو أن فريقًا بحثيًا بقيادة البروفيسور إيل-كوان أوه (Il-Kwon Oh) من قسم الهندسة الميكانيكية قد طور هيكلًا فائق التشوه مدفوعًا بالحرارة الضوئية. استخدم الفريق عملية ليزر فوق بنفسجي واحدة لتحويل صفيحة مسطحة من سبيكة ذاكرة الشكل من النيكل والتيتانيوم (SMA) من سطح مستوٍ إلى شكل ثلاثي الأبعاد تحت تأثير الضوء.

تقنية انتفاخ الأزرار المدفوعة بالضوء من تطوير KAIST

تتطلب الأجهزة القابلة للارتداء من الجيل التالي والروبوتات اللينة أن تكون خفيفة الوزن ورقيقة، مع القدرة على تغيير شكلها عند الحاجة. تُعتبر هذه التقنيات أساسًا لشاشات العرض الشكلية، والأسطح المتكيفة، والواجهات القابلة للارتداء، والروبوتات اللينة. صمم الفريق البحثي أنماط قطع وطي دقيقة على صفيحة معدنية مسطحة، مما مكنها من التحول إلى أشكال ثلاثية الأبعاد محددة مسبقًا، مستندًا في تصميمه إلى فن قص الورق (كيريغامي).

سبيكة ذاكرة الشكل هي معدن خاص يعود إلى شكله المحدد مسبقًا عند تسخينه إلى درجة حرارة معينة، حتى بعد تشوهه. ونظرًا لخفة وزنها وقدرتها على توليد قوى كبيرة، تُستخدم هذه السبائك على نطاق واسع كمواد رئيسية في المشغلات للروبوتات اللينة والأجهزة القابلة للارتداء. ومع ذلك، تواجه مشغلات سبائك ذاكرة الشكل الحرارية الضوئية التقليدية قيدًا: وهو أن سطح سبيكة النيكل والتيتانيوم (NiTi) لا يمتص الأشعة تحت الحمراء القريبة بشكل فعال. ولتعويض هذا النقص، غالبًا ما يُطلب طلاء طبقة ماصة للضوء بشكل منفصل، مثل أكسيد الجرافين، أو مركبات البوليمر، أو أغشية نيتريد التيتانيوم (TiN). قد تتقشر هذه الطلاءات الخارجية أثناء التشغيل المتكرر، وتتطلب معالجة إضافية، وقد تزيد من السعة الحرارية مما يبطئ سرعة الاستجابة، مما يفرض قيودًا على كل من قابلية التصنيع وأداء المشغل.

ولمعالجة هذه المشكلة، استخدم الفريق البحثي تقنية المعالجة الدقيقة بالليزر فوق البنفسجي لتشكيل هياكل كيريغامي على صفائح رقيقة من سبيكة ذاكرة الشكل (SMA)، مع توليد طبقة مسامية دقيقة/نانوية من أكسيد التيتانيوم (TiOₓ) على السطح من خلال الأكسدة المستحثة بالليزر. ونتيجة لذلك، زاد امتصاص الأشعة تحت الحمراء القريبة بشكل ملحوظ دون الحاجة إلى أي طبقة خارجية منفصلة. كما حقق الفريق منصة تمكن من التحكم الدقيق في ارتفاع التشوه ثلاثي الأبعاد وقوة الخرج الناتجة عن طريق ضبط المعلمات الهيكلية مثل عرض المفصلة وعرض الشق. يتمثل جوهر البحث في برمجة كل من طريقة التشوه الميكانيكي للهيكل وكفاءة امتصاص الضوء في هيكل معدني واحد في وقت واحد.

علاوة على ذلك، طبق الفريق تقنية نمذجة للتحكم المكاني في درجة الأكسدة المستحثة بالليزر. يمكن للمناطق المختلفة أن تتشوه بسرعات متفاوتة على التوالي تحت نفس شدة الضوء الموحدة. وصف الباحثون ذلك بأنه "تحكم في الدفع الزمكاني"، مما يعني أن ترتيب وتوقيت التشوه يتم ترميزهما مباشرة في المادة نفسها من خلال خصائص امتصاص الضوء، دون الحاجة إلى أي تحكم إلكتروني منفصل.

قام الفريق البحثي أيضًا بدمج الهيكل الفائق لسبائك ذاكرة الشكل الحرارية الضوئية مع مصفوفة متعددة القنوات من مصابيح LED للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)، لتوسيع نطاقه ليشمل شاشات عرض شكلية ثلاثية الأبعاد وواجهات لمسية. تتحرك كل وحدة كيريغامي من سبيكة SMA بشكل مستقل وفقًا للضوء المطبق بشكل انتقائي. بناءً على ذلك، نجح الفريق في عرض تسلسل الحروف K→A→I→S→T، وتحقيق إشارات ملاحية لمسية لتوجيه الاتجاه.

صرح البروفيسور إيل-كوان أوه بأن تقنية البرمجة بالليزر هذه هي منصة صديقة للتصنيع، تمكن من ترميز كل من التشوه الميكانيكي والخصائص البصرية في هيكل معدني واحد دون الحاجة إلى أي عملية طلاء منفصلة. يمكن تطبيق هذه التقنية على نطاق واسع في الأسطح المتكيفة، والواجهات اللمسية التفاعلية، والروبوتات اللينة الحرارية الضوئية، وغيرها من واجهات التشوه الذكية التي يتم التحكم فيها بالضوء من الجيل التالي. الطالب في مرحلة الماجستير بقسم الهندسة الميكانيكية، هيونسو كيم (Hyunsoo Kim)، هو المؤلف الأول، والبروفيسور إيل-كوان أوه هو المؤلف المراسل. نُشرت نتائج البحث في المجلة الدولية "Advanced Science"، وتم اختيارها لتكون الغلاف الداخلي الخلفي للعدد رقم 31 من المجلد 13 الصادر في 4 يونيو 2026.

تم تجميع هذه الأخبار القصيرة وإعادة نشرها من للمعلومات من الإنترنت العالمي والشركاء الاستراتيجيين، وهي مخصصة فقط للقراء للتواصل، إذا كان هناك أي انتهاكات أو مشاكل أخرى، فيرجى إبلاغنا في الوقت المناسب، وسنقوم بتعديلها أو حذفها. يُمنع منعًا باتًا إعادة نشر هذه المقالة دون إذن رسمي. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com

المنتجات ذات الصلة

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الطبقات للتصنيع الذكي - GCI Science & Technology (Zhuhai) Co., Ltd.
أنبوب منحني - Henan Huadian Jinyuan Piping Co., Ltd.
مقياس تدفق أنبوب فنتوري لمياه التغذية الرئيسية CAP1400 - Jiangsu Hongda Instrument Technology Co., Ltd.
خط إنتاج المعالجة الحرارية لشفرات الحفارات - Suzhou Hezhongju Intelligent Equipment Co., Ltd.
آلة التكديس - Northern Heavy Industries
قوالب الصب بالضغط العالي لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم - NINGBO HELI TECHNOLOGY CO., LTD.
كوع ذو وصلة المقبس المزدوجة بزاوية 90 درجة - Xinxing Ductile Iron Pipe Co., Ltd.
توربين بخاري تكثيفي مزدوج الاستخراج - Qingdao Jieneng Steam Turbine Group Co., Ltd.
الصامولة الآلية المخصصة - Dingxi High Strength Fasteners Co., Ltd.
منصة عربة دفع تكتيكية محمولة للفرد - Automation Research Institute Co., Ltd. of China South Industries Group Corporation
عربة حديد التسليح الذكية QLZNGJ - Luoyang China Railway Qiangli Machinery Co., Ltd.
مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ZDL91 - Tianjin Zhongdian Celestial Science and Technology Co., Ltd.
قراءات ذات صلة
تستثمر شركة 3D Systems الأمريكية مركزًا للإنتاج الإضافي بمساحة 4650 مترًا مربعًا
2026-10-24
شركتان أستراليتان تتعاونان لنشر نظام طباعة ثلاثية الأبعاد عالي الأداء للبوليمرات
2026-10-09
مصنع MX3D الهولندي للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد يحصل على أعلى مستوى اعتماد من DNV
2026-10-08
شركة IOT الإسبانية تطلق عدسات تدريجية مطبوعة ثلاثية الأبعاد تُشكَّل في ثوانٍ لكل عدسة
2026-10-08
منظمة الطاقة الاندماجية الأوروبية تتعاون مع AMAZEMET لتطوير تقنيات التصنيع الإضافي المعدني للاندماج النووي
2026-10-06
ماكيلاب الأميركية توسع قاعدة إنتاجها للطباعة ثلاثية الأبعاد في بروكلين
2026-10-06
Instruct3D تطلق منصة Build Intelligence للتصنيع المعدني بالطباعة الإضافية
2026-09-27
Goodfellow تستثمر أكثر من 1.5 مليون جنيه إسترليني لتوسيع مركز التصنيع الدقيق في الولايات المتحدة
2026-09-24
توبو تطلق آلة القطع بالليزر ثاني أكسيد الكربون R1 بقدرة 55 واط
2026-09-23
AML3D تحصل على طلب من Austal USA لمكونات سبائك النحاس والنيكل الخاصة بالغواصات النووية
2026-09-20