تار عنکبوت ماده‌ای جدید برای ساخت عضلات رباتیک

تار عنکبوت دارای خصوصیات باور نکردنی است. این تار یکی از قوی‌ترین مواد در جهان نسبت به وزن آن بوده و استفاده‌های بالقوه آن بسیار متنوع است که از ساخت زره گرفته تا ایجاد پوست مصنوعی و کمک به افراد معلول با درمان آسیب نخاعی و یا بهبود میکروفن در سمعک از آن استفاده می‌شود. اکنون محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) یک ویژگی جدید از این ماده‌ی طبیعی قابل توجه را کشف کرده‌اند که می‌تواند آن را به بافت عضلانی ربات‌های آینده تبدیل کند.

این تیم متوجه شد که نه تنها الیاف تار عنکبوت بسیار مقاوم است بلکه واکنش خاصی به تغییرات رطوبت دارد. هنگامی‌ که هوا در اطراف تار به سطح خاصی از رطوبت نسبی می‌رسد، ناگهان پیچ خورده و منقبض می‌شوند. این انقباض به اندازه‌ای قوی است که به طور بالقوه می‌تواند به عنوان یک محرک مورد استفاده قرار گیرد، به عنوان مثال برای باز کردن شیر آب.

این کار با تعلیق یک وزنه از یک رشته تار در یک محفظه مورد آزمایش قرار گرفت. وقتی دانشمندان رطوبت داخل اتاق را افزایش دادند، وزنه شروع به چرخش کرد. Dabiao Liu، دانشیار دانشگاه علم و صنعت Huazhong در ووهان چین، و عضو تیم تحقیقاتی در بیانیه‌ای گفت:

این واکنش مورد انتظار ما نبود و از آن شوکه شدیم.

محققان این محصول را supercontraction  نامیده‌اند. تار نیروی قویی را به وزنه اعمال می‌کند، زیرا علاوه بر کاهش طول در رطوبت ، الیاف همچنین برای ایجاد نیروی پیچشی پیچ خورده‌اند. این واکنش بر خلاف دیگر الیاف طبیعی یا مصنوعی است و به نظر می‌رسد تنها منحصر به تار عنکبوت باشد.

به طرز عجیبی محققان مطمئن نیستند که این حرکت چرخشی در طبیعت چه کار می‌کند یا اینکه چه استفاده‌ای برای عنکبوت دارد. آنها هیچ کاربرد بیولوژیکی را برای این ویژگی خاص پیدا نکرده‌اند، اما می‌توان گفت که به راه‌های زیادی برای استفاده از این مکانیزم برای تحولات تکنولوژیکی منجر شود.

استاد محقق Markus Buehler ، رئیس دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست گفت:

این نتایج می‌تواند برای جامعه رباتیک بسیار جالب باشد. این تکنولوژی در کنترل حرکات با کمک رطوبت بسیار دقیق است. تار عنگبوت نشان می‌دهد  که می‌توان آن را برای کنترل انواع خاصی از سنسورها و یا دستگاه‌های کنترل مورد استفاده قرار داد.

Pupa Gilbert، استاد علوم فیزیک، شیمی، و مواد در دانشگاه ویسکانسین در مدیسون که در این تحقیق مشارکت نداشته اما به همان اندازه تحت تاثیر پتانسیل این ماده قرار گرفته است اذعان داشت:

این ماده مثل یک طناب است که با تغییر در رطوبت منقبض و منبسط می‌شود ساختار مولکولی که منجر به این عملکرد برجسته شده، می‌تواند برای ساخت روبات‌ها یا پارچه‌های هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.

یافته‌های این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.