นวัตกรรม “เฝือก” ปรับความแข็งได้ แรงบันดาลใจจากตัวนิ่ม

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยางในสิงคโปร์ (Singapore's Nanyang Technological University) ออกแบบวัสดุชนิดใหม่ ที่สามารถปรับระดับให้แข็งหรืออ่อนนุ่มได้ โดยได้แรงบันดาลใจมาจากเกล็ดของตัวนิ่ม เตรียมนำไปใช้กับการทำเฝือก เพื่อเอื้อให้ผู้สวมใส่ สามารถเคลื่อนไหวร่างกายส่วนที่ใส่เฝือกได้คล่องตัวขึ้น

ภาพจาก Singapore's Nanyang Technological University

วัสดุชนิดใหม่นี้ทางทีมวิจัยให้ชื่อว่า โรโบแฟบริก (RoboFabric) ประกอบด้วยเครือข่ายของแผ่นโพลิเมอร์ (Polymer) หรือสารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ พบได้ในผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิด ตั้งแต่ของใช้ในครัวเรือนไปจนถึงวัสดุทางการแพทย์และอุตสาหกรรม เช่น พลาสติกต่าง ๆ 

ภาพจาก Singapore's Nanyang Technological University

ตัววัสดุโพลิเมอร์นี้ จะถูกนำมาพิมพ์เป็นแผ่นบาง ๆ ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จากนั้นจึงเอามาเชื่อมต่อกันด้วยลวดโลหะที่สอดผ่านแผ่นโพลีเมอร์ โดยเมื่อปรับลวดโลหะให้หลวม แผ่นโพลิเมอร์เหล่านี้ ก็จะเคลื่อนไหวไปตามแรงได้อย่างอิสระในขณะที่ยังเชื่อมต่อกันเป็นแผง แต่เมื่อขันลวดให้แน่นขึ้น แผ่นโพลิเมอร์ก็จะถูกดึงเข้าหากัน ส่งผลให้ตัวเฝือกมีความแข็งขึ้นกว่าเดิมถึง 350 เท่า และเมื่อคลายความตึงของลวด เฝือกก็จะอ่อนตัวลงอีกครั้ง

ทีมวิจัยมองว่าการพัฒนาวัสดุตัวใหม่นี้ สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย เช่น เอาไปทำเป็นเฝือกที่มีความสามารถในการปรับเปลี่ยนรูปไปตามทิศทางของการเคลื่อนไหว และเมื่อต้องถอดเฝือกออก ก็ไม่ต้องใช้การเลื่อยเหมือนเฝือกทั่ว ๆ ไป แต่แค่ปรับกลไกให้เฝือกนิ่มลงและถอดออกแทน 

ภาพจาก Singapore's Nanyang Technological University

นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังมองเห็นถึงความเป็นไปได้ในการใช้วัสดุดังกล่าว สำหรับทำเป็นอุปกรณ์พยุงร่างกาย เช่น เป็นอุปกรณ์ช่วยพยุงข้อศอกหรือข้อมือขณะยกของหนัก และทำเป็นมือหุ่นยนต์สำหรับจับสิ่งของต่าง ๆ ซึ่งข้อดีของวัสดุนี้ คือสามารถผลิตได้ด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ที่ทำได้รวดเร็วอีกด้วย

สำหรับงานวิจัยชิ้นนี้ ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Science Robotics เมื่อวันที่ 17 กรกฎาคม 2024 อย่างไรก็ตามตอนนี้ทีมวิจัยยังคงอยู่ในการพัฒนาต่อไป เพื่อหาวิธีปรับปรุงขั้นตอนการร้อยเส้นลวดระหว่างแผ่นโพลิเมอร์ให้ทำได้เร็วยิ่งขึ้น เพื่อรองรับการผลิตใช้งานในอนาคต

ข้อมูลจาก newatlas, ngthai, techxplore