فلزکاری در دمای محیط با الهام از حشرات و خرچنگ‌ها

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیو اطلس، از گذشته‌های دور که آهنگران که از کوره و سندان استفاده می‌کردند تا تاسیسات عظیم صنعتی پر انرژی امروزی، خم کردن عمدی فلزات، به گرما، انرژی و تلاش زیادی نیاز دارد، اما مانند بسیاری از چیز‌های دیگر شاید طبیعت از مدت‌ها پیش راهی برای آن عرضه کرده باشد.

گاهی اوقات ترکیبات فلزی در اسکلت بیرونی سخت بندپایانی مانند خرچنگ ها، حشرات و عنکبوت‌ها یافت می‌شود. این پوسته‌ها بیشتر از پروتئین سختی به نام کیتین تشکیل شده اند که از طریق نور آفتاب و کم آبی سخت می‌شود. کیتین و سایر مولکول‌های مرتبط مانند کیتوزان می‌توانند ذرات فلزی را از محیط، جذب و پوسته این حیوانات را تقویت کنند.

اکنون دانشمندان دانشگاه فناوری و طراحی سنگاپور (SUTD) از این توانایی جانوران، برای ساخت سازه‌های فلزی در دما و فشار اتاق استفاده کرده اند. آنها مخلوط‌های کلوئیدی از فلزات را ساخته و سپس آنها را در مقادیر کمی کیتوزان محلول در آب، ریختند.

همانطور که آب از مخلوط تبخیر می‌شود، مولکول‌های کیتوزان شروع به جذب ذرات فلزی به خود می‌کنند به روشی مشابه عملکرد آن در حیوانات سخت پوست.

نتیجه نهایی یک قطعه فلزی جامد پیوسته به شکل دلخواه، با خلوص ۹۹.۵ درصد است. این ساختار‌ها نه تنها دارای خواص فلزات، از جمله رسانایی الکتریکی خوب هستند، بلکه جالب‌تر آنکه، حتی با وجود مقدار کمی کیتوزان افزوده، هنوز با سایر مواد زیستی سازگارند. این بدان معناست که آنها می‌توانند در موادی مانند چوب و سلولز گنجانده شوند.

اگرچه فلزاتی که به این شیوه ساخته شده اند استحکام خاصی ندارند، اما محققان می‌گویند این روش هنوز هم می‌تواند شیوه مفیدی برای ساخت برخی اجزای فلزی برای وسایل الکترونیکی باشد.  

دانشمندان اکنون قصد دارند در گام بعدی، این فرآیند را برای ساخت قطعات الکترونیکی زیست تخریب پذیر بیشتر توسعه دهند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Advanced Functional Materials منتشر شده است.