كوريا الجنوبية تبتكر نسيجا ذكيا «يفهم» الأحاسيس البشرية

تم‭ ‬في‭ ‬كوريا‭ ‬الجنوبية‭ ‬ابتكار‭ ‬نسيج‭ ‬ذكي‭ ‬‮«‬يفهم‮»‬‭ ‬الأحاسيس‭ ‬البشرية،‭ ‬ويمكن‭ ‬لأليافه‭ ‬استشعار‭ ‬الضغط‭ ‬والضوء‭ ‬والرائحة‭ ‬والطعم،‭ ‬وحتى‭ ‬تحديد‭ ‬التركيب‭ ‬الكيميائي‭.‬

وتمكن‭ ‬علماء‭ ‬من‭ ‬معهد‭ ‬‮«‬دايجو‮»‬‭ ‬للعلوم‭ ‬والتكنولوجيا‭ (‬DGIST‭) ‬وجامعة‭ ‬‮«‬آجو‮»‬‭ ‬و‮«‬سونغشيل‮»‬‭ ‬الكورية‭ ‬الجنوبية‭ ‬من‭ ‬تطوير‭ ‬ألياف‭ ‬استشعار‭ ‬ثورية‭ ‬قادرة‭ ‬على‭ ‬استشعار‭ ‬البيئة‭ ‬كما‭ ‬يفعل‭ ‬الإنسان‭. ‬ويفتح‭ ‬ذلك‭ ‬آفاقا‭ ‬واسعة‭ ‬للأجهزة‭ ‬القابلة‭ ‬للارتداء،‭ ‬والأدوات‭ ‬الذكية،‭ ‬والأساور،‭ ‬والروبوتات‭. ‬

ويقوم‭ ‬الابتكار‭ ‬على‭ ‬استخدام‭ ‬ألياف‭ ‬شبه‭ ‬موصلة‭ ‬ذات‭ ‬بنية‭ ‬ثلاثية‭ ‬الأبعاد‭ ‬على‭ ‬عكس‭ ‬الألياف‭ ‬الكلاسيكية‭ ‬أحادية‭ ‬البعد،‭ ‬وتستجيب‭ ‬الألياف‭ ‬الجديدة‭ ‬لأنواع‭ ‬متعددة‭ ‬من‭ ‬المؤثرات‭ ‬في‭ ‬وقت‭ ‬واحد،‭ ‬مثل‭ ‬التغيرات‭ ‬في‭ ‬الضغط،‭ ‬ومستوى‭ ‬الأس‭ ‬الهيدروجيني،‭ ‬أو‭ ‬وجود‭ ‬الأمونيا،‭ ‬أو‭ ‬حتى‭ ‬الإجهاد‭ ‬الميكانيكي‭. ‬وعلى‭ ‬سبيل‭ ‬المثال،‭ ‬يمكن‭ ‬تشبيه‭ ‬المستشعرات‭ ‬الكلاسيكية‭ ‬بجهاز‭ ‬يمكنه‭ ‬استقبال‭ ‬ومعالجة‭ ‬صوت‭ ‬واحد‭ ‬فقط،‭ ‬بينما‭ ‬الألياف‭ ‬الجديدة‭ ‬قادرة‭ ‬على‭ ‬استشعار‭ ‬الأصوات‭ ‬والروائح‭ ‬والإحساس‭ ‬اللمسي‭ ‬في‭ ‬وقت‭ ‬واحد‭.‬

أساس‭ ‬الألياف‭ ‬هو‭ ‬ثنائي‭ ‬كبريتيد‭ ‬الموليبدينوم‭ (‬MoS2‭)‬،‭ ‬بصفتها‭ ‬مادة‭ ‬نانوية‭ ‬ثنائية‭ ‬الأبعاد‭ ‬فريدة‭ ‬ذات‭ ‬خصائص‭ ‬كهربائية‭ ‬وبصرية‭ ‬وميكانيكية‭ ‬عالية‭ ‬جدا‭. ‬وتتميز‭ ‬هذه‭ ‬الألياف‭ ‬ببنية‭ ‬لولبية‭ ‬طبيعية‭ ‬يمكن‭ ‬ضبطها‭ ‬بدقة‭ ‬عن‭ ‬طريق‭ ‬تغيير‭ ‬شكل‭ ‬الألياف‭. ‬ويسمح‭ ‬هذا‭ ‬التكوين‭ ‬بالتحكم‭ ‬بسهولة‭ ‬في‭ ‬حساسيتها‭. ‬وقدرة‭ ‬الألياف‭ ‬على‭ ‬تحليل‭ ‬عدة‭ ‬إشارات‭ ‬في‭ ‬وقت‭ ‬واحد‭ ‬يجعلها‭ ‬تشبه‭ ‬أعضاء‭ ‬الحواس‭ ‬البشرية‭. ‬وعلى‭ ‬سبيل‭ ‬المثال،‭ ‬في‭ ‬الروبوتات‭ ‬اللينة‭ ‬يمكن‭ ‬لهذه‭ ‬الألياف‭ ‬أن‭ ‬تساعد‭ ‬الروبوت‭ ‬ليس‭ ‬على‭ ‬‮«‬الشعور‮»‬‭ ‬باللمس‭ ‬فحسب،‭ ‬بل‭ ‬على‭ ‬معرفة‭ ‬ما‭ ‬إذا‭ ‬كان‭ ‬يلمس‭ ‬شيئا‭ ‬ساخنا‭ ‬أو‭ ‬باردا‭ ‬أو‭ ‬حتى‭ ‬متسخا‭.‬

ويؤكد‭ ‬الباحثون‭ ‬الإمكانات‭ ‬الهائلة‭ ‬للمواد‭ ‬النانوية‭ ‬ثنائية‭ ‬الأبعاد‭ ‬وتطبيقاتها‭ ‬في‭ ‬العديد‭ ‬من‭ ‬المجالات‭ ‬من‭ ‬بينها‭:‬

الأجهزة‭ ‬القابلة‭ ‬للارتداء‭: ‬يمكن‭ ‬للملابس‭ ‬المدمجة‭ ‬مع‭ ‬هذه‭ ‬الألياف‭ ‬قياس‭ ‬مؤشرات‭ ‬الصحة،‭ ‬مثل‭ ‬مستوى‭ ‬التوتر،‭ ‬والتركيب‭ ‬الكيميائي‭ ‬للعرق،‭ ‬ووجود‭ ‬السوائل‭ ‬في‭ ‬الجسم‭.‬

الروبوتات‭: ‬يمكن‭ ‬للمستشعرات‭ ‬أن‭ ‬تمنح‭ ‬الروبوتات‭ ‬القدرة‭ ‬على‭ ‬التفاعل‭ ‬مع‭ ‬البيئة‭ ‬بدقة‭ ‬أكبر،‭ ‬والإمساك‭ ‬بالأشياء‭ ‬اللينة‭ ‬والهشة،‭ ‬أو‭ ‬استخدامها‭ ‬في‭ ‬الجراحة‭.‬

البيئة‭: ‬يمكن‭ ‬للألياف‭ ‬تحليل‭ ‬التركيب‭ ‬الكيميائي‭ ‬للهواء‭ ‬أو‭ ‬الماء‭ ‬أو‭ ‬التربة‭.‬

وقال‭ ‬البروفيسور‭ ‬بونغ‭ ‬هون‭ ‬كيم‭ ‬أحد‭ ‬مؤلفي‭ ‬الدراسة‭: ‬‮«‬نسعى‭ ‬لاستكشاف‭ ‬مواد‭ ‬جديدة‭ ‬وتطوير‭ ‬تقنيات‭ ‬تفتح‭ ‬الطريق‭ ‬أمام‭ ‬الأجهزة‭ ‬الذكية‭ ‬القابلة‭ ‬للارتداء‮»‬‭. ‬ونشر‭ ‬البحث‭ ‬في‭ ‬مجلة‭ ‬Advanced‭ ‬Fiber‭ ‬Materials‭. ‬