ساخت عملگر‌های نانویی با پسماند‌های پیاز

در واقع محققان با استفاده از نانوذرات کربنی متخلخل حاصل از پوست پیاز، عملگر‌های روباتیک نرم با ظرفیت فتومکانیکی پیشرفته را توسعه داده‌اند. روبات‌های نرم یا عملگر‌ها متشکل از پلیمر‌های لاستیکی مانند بوده که درون آن‌ها با نانومواد تقویت شده‌است به‌گونه‌ای که می‌توانند انرژی را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کنند. این نانوروبات‌ها با کاربرد‌های هدفمند در زمینه‌هایی از جمله زیست پزشکی، نظامی و حوزه فضایی مورد توجه بسیاری قرار گرفته‌اند.

ایجاد حرکت از پیش طراحی شده با انعطاف‌پذیری، مقرون به صرفه بودن و سفارشی‌سازی آسان از دلایل اصلی چنین علاقه‌ای به این روبات‌ها است. به گفته محققان، هدایت حرارتی بالای این نانوروبات‌ها منجر به توزیع سریع گرمای تولید شده توسط محرک‌های حرارتی می‌شود.

برای انتقال این محرک‌ها به سطح بعدی توسعه، می‌توان تله‌های حرارتی ایجاد کرد تا گرمای تولید شده را برای مدت زمان کمی طولانی‌تر جذب و در خود نگه دارد، به طوری که تحریک فوتومکانیکی به‌دست آمده را با این کار افزایش داد.تیمی به رهبری پروفسوراسکریشنا پراساد در مرکز علوم نانو و مواد نرم (CeNS) بنگالورو، با استفاده از نانوذرات متخلخل کربن (PCN) چنین امکانی را به وجود آورده است.

در کار تحقیقی این گروه که اخیراً در مجله Nanostructure in Chemistry منتشر شده است، نانوکربن‌های متخلخل (PCN) تهیه شده از پوست پیاز توسط گورومورتی هگده در کالج مهندسی BMS در بنگالورو تهیه شده است.

سطح ویژه PCN‌ها دارای تخلخل بالا بوده در نتیجه تله‌های موثری برای روشنایی نور کم مادون قرمز (NIR) کم توان است. استفاده از این نانوساختار منجر به این شد که فیلمی شامل PCN‌ها و PDMS‌ها با پاسخ سریع (زیر ثانیه) به بزرگی (چند میلی‌متر) برسد. این ویژگی‌ها به ندرت در فیلم‌های تک لایه حاوی هرگونه نانوساختار کربنی به‌دست می‌آید. محققان قابلیت جذب گرما را به چگونگی تهیه PCN نسبت می‌دهند.

پرگنیا ساتاپاتی، یکی از محققان ارشد این پروژه، می‌گوید: اندازه‌گیری‌های جامع انجام شده نشان می‌دهد که بازده تبدیل نور گرمایی و قابلیت جذب گرما به شدت با دمای پیرولیز مورد استفاده برای آماده‌سازی PCN ارتباط دارد؛ بنابراین، یک عامل کنترل موثر است.به‌عنوان یک ارزش افزوده، این تیم با یک لایه طلای فوق نازک (۳۰ نانومتر) دریافتند که میزان تحریک می‌تواند بیش از دو برابر شود و مهمتر از همه، حرکت به‌صورت کنترل شده به دو طرفه انجام شود.این تیم برای نمایش کاربرد این فرایند، یک سوئیچ الکتریکی مادون قرمز نزدیک ایجاد کرد که می‌تواند مدار‌های LED را فعال کند.