تمكن فريق أمريكي – صيني من ابتكار روبوت جديدة من نوعه يمتلك استخدامات طبية استثنائية.
وأوضح العلماء أن الروبوت الجديد يستخدم طاقة انفجار الفقاعات ويمتلك نظاما قادرا على اختراق الجلد، ما يجعله قادرا على أن يحل محل حقن الأدوية بالإبر.
ويمكن للروبوت الجديد الوصول لأماكن في جسم الإنسان يصعب الوصول إليها أيضا، ما قد يساعد في استكشاف الأمراض وعلاجها.
وتعتمد هذه الطريقة على تسخين مواد تمتص الضوء بسرعة باستخدام الليزر، مما يؤدي إلى غليان قطرات الماء على السطح المحيط بالمادة، مما يُحفّز تكوين فقاعات بخار.
وبمجرد أن تنمو هذه الفقاعات إلى نقطة معينة، تنهار فجأة، مُطلقةً طاقةً بسرعة ومُولّدةً قوةً هائلةً تُمكّن من إطلاق أجسام قافزة بحجم المليمتر على ارتفاع متر ونصف (5 أقدام) في الهواء.
ومن خلال التحكم في تدفق الضوء، يُمكن للعلماء تغيير كيفية ومكان انطلاق هذه الأجسام القافزة من سطح مبلل، بل ويمكنهم حتى جعل القطع الصغيرة من المادة تسبح في الماء.
وقال الفريق في ورقة بحثية: "تُظهر دراستنا أن التجويف يُمكن أن يكون آلية إطلاق فعّالة".
وأشار إلى أن التجويف هو تكوّن فقاعات بخارية، ثم انهيارها العنيف، تتشكل في مناطق من السائل تتعرض لضغط منخفض أو درجة حرارة عالية.
وأضاف الفريق: "يُنتج النقل السريع للطاقة الكبيرة أثناء التجويف دفعة من القوة والتسارع، مما يُضفي طاقة حركية عالية على الأجسام المُطلقة".
ويُعتبر التجويف عادةً مُدمّرًا في السياقات الصناعية، حيث يُمكن للضغط المُتولّد أثناء العملية أن يُؤدّي إلى تآكل السبائك الصلبة.
ومضى الفريق بقوله: "مع ذلك، إذا أمكن تسخير إنتاجه الهائل وديناميكياته فائقة السرعة بفعالية، فقد يُحسّن التجويف أداء المُشغّلات والروبوتات وغيرها من الأجهزة الهندسية".
ووضع الفريق قافزًا صغيرًا مصنوعًا من مُركَّب من ثاني أكسيد التيتانيوم، والبولي بيرول، وكربيد التيتانيوم على سطح صلب مُبلَّل، وسخَّنوه بالليزر، مما أدى إلى تكوين فقاعات بخار.
وعندما انهارت الفقاعات، انطلقت هذه القوافز الصغيرة، التي تقل كتلتها عن 1 مليغرام، في الهواء بسرعة قصوى بلغت 12 مترًا في الثانية.
ووجد الفريق أن قافزهم المصنوع من مركب التيتانيوم قادر على الخضوع لـ 500 دورة إطلاق متكررة دون تفكك هيكلي، مما يُظهر متانة ممتازة واستقرارًا حراريًا.