تمكن 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، وجود الأمونيا، أو حتى الإجهاد الميكانيكي.

على 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 وعلى معرفة ما إذا كان يلمس شيئا ساخنا أو باردا أو حتى متسخا.

يؤكد الباحثون الإمكانات الهائلة للمواد النانوية ثنائية الأبعاد وتطبيقاتها في العديد من المجالات وبينها:

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 ".

نشر البحث في مجلة Advanced Fiber Materials.

المصدر: Naukatv.ru