گروه ما در واقع نوعي لاستيك با قابليت رسانايي بالا را با استفاده از نانو لوله‌هاي تك‌ديواره‌اي توسعه داده است و اين مواد جديد را براي استفاده در مدارات مجتمع الكترونيكي كشسان لاستيك مانند به كار برده است.

بله همين طور است. گروه تحقيقاتي ما طي 5 سال گذشته به طور عمده روي حوزه گسترده تجهيزات و ادوات الكترونيكي قابل انعطاف و تطابق‌پذير كار كرده است و معتقديم عرصه ادوات الكترونيكي و بخصوص وسايل و تجهيزات الكترونيكي كشسان و نرمش‌پذير به منزله نوعي سرفصل قابل توجه و با قابليت توسعه و گسترش منطقي براي فعاليت‌هاي تحقيقاتي ما به شمار رود.

اين پرسش مهمي است. در واقع ما به درك و تحقق بخشيدن مفهوم فناوري پوست‌هاي مصنوعي الكترونيكي (e-skins)‌ علاقه‌منديم. به همين منظور نيز پيش از اين و در سال 2003 مبادرت به ساخت مدل اوليه‌اي از حسگرهاي حرارتي و فشار قابل انعطاف در مقياس بزرگ كرده بوديم. به دنبال آن و در سال 2005، مدلي از يك پوست الكترونيكي كشسان كوچك ارائه كرديم، اما اكنون در تلاش براي ارائه پوست الكترونيكي لاستيك مانند حقيقي با هدف پوشش دادن و روكش كردن آزاد و بدون محدوديت براي سطوح غيرصاف
و انحنادار مثل پيكره ربات‌ها هستيم.

در نظر داشته باشيد كه پيشرفته‌ترين ربات‌ها ناگزير از داشتن تعدادي حسگرهاي لامسه آن هم تنها روي نوك انگشتان خود بوده‌اند. اين موضوع خيلي مهمي است كه از يك ربات انتظار مي‌رود در فضاي روزمره زندگي ما در آينده چه كارهايي را بر عهده گيرد. طيف متنوعي از كاركردها و تكاليف از كمك كردن به بيماران در بستر گرفته تا خدمتكاري در منزل و همبازي شدن با بچه‌ها ممكن است در آينده به نيازي ضروري بدل شود و حال اگر سطح پيكره اين ربات‌ها به طور كامل با اين پوست‌هاي الكترونيكي پوشيده نشود، جدا از منظره بدنمايي كه خواهند داشت ممكن است بعضي بخش‌هاي آن باعث ايجاد صدمه به فرد شود.

مي‌دانيم پوست حيوانات مي‌تواند حداقل فشار و درجه حرارت را دريابد. در گذشته نيز ما تلاش كرديم تا با تقليد از پوست‌هاي جانوري نوعي پوست بدلي ارائه كنيم، اما با اين وجود، مي‌توانيم پوست‌هاي الكترونيكي خود را با قابليت‌هايي مثل حساسيت به نور و حتي گزينه‌هاي بيشتر در آميخته و يكپارچه‌سازي كنيم، اما اين موضوع مهم را يادآور مي‌شوم كه در عرصه تجهيزات و ادوات الكترونيك، تحقق بخشيدن به توليد لوازم الكترونيكي انعطاف‌پذير و قابل تطابق آن هم در مقياس گسترده كه بتواند براي پوشاندن سطوح منحني به كار برده شود امري فوق‌العاده دشوار محسوب مي‌شود، چون كه تجهيزات الكترونيك رايج ما به موادي همچون سيليكون يا‌‌ساير مواد سخت و انعطاف‌ناپذير متكي است.

بله، منظورم چيزي متفاوت از نمايشگرهاي قابل انعطاف است. مي‌توانم بگويم تقريبا همگي محققان روي نمايشگرهاي انعطاف‌پذير كار مي‌كنند؛ از اين رو، سعي من بر آن است تا كاربردهاي جديدي را در حوزه لوازم الكترونيك قابل انعطاف جستجو و مطرح كنم. گروه ما در زمينه ترانزيستورهاي ارگانيك كه ضمنا قابل انعطاف بوده و مي‌تواند طي فرآيند چاپ به صورت محصولي ارزان توليد شوند خبره و متخصص هستند. نكته مهم كار ما استفاده از ترانزيستورهاي ارگانيك چاپ شده براي پوست‌هاي الكترونيك براي نخستين بار است.

نيمه رساناهاي ارگانيك را مي‌توان تحت شرايط دمايي اتاق و توسط ماشين‌هاي چاپي نظير چاپگرهاي جوهر افشان روي بستر مورد نظر مستقر كرد. ترانزيستورهاي ارگانيك نمي‌توانند به سرعت بالاي عملكرد وسايل و ادوات سيليكوني برسند، اما هزينه فرآوري و ساخت آنها كمتر است و براي ساخت در بسترهاي پلاستيكي منعطف و در مقياس بزرگ مناسب‌ترند.

بله كاملا درست است. همان‌طور كه گفتم پوست‌هاي الكترونيك ادوات و وسايل جديد صفحه مانندي هستند كه مي‌توانند سطوح را هوشمند كنند. پوست الكترونيك ما ممكن است براي سطوح ربات‌هاي انسان‌نما به كار برده شود؛ هرچند مي‌توان آنها را براي ساير سطوح پيچيده اشياء يا ماشين‌هاي مختلف نيز استفاده كرد.

بله، نانو لوله نقش مهمي را در تامين لاستيكي با رسانايي بالا ايفا مي‌كند. ما نانو لوله‌هاي كربني را در طول ميلي‌متري استفاده كرديم و بنابراين شبكه‌هاي رسانا مي‌تواند با چنين طول‌هايي ساخته و در متن لاستيك به كار رفته جاسازي شود. البته نانو لوله‌ها خودشان كشسان نيستند و به عنوان معرف و عامل تقويتي رسانايي استفاده مي‌شوند. در واقع لاستيك‌ها ذاتا عايق هستند و از اين رو، زير لايه‌هاي رسانايي به عنوان بستر كار به لاستيك افزوده مي‌شود تا رسانندگي آن تامين شود و همين لايه‌هاي فرعي در حكم عامل‌هاي تقويت‌كننده عمل مي‌كنند.

در واقع نانو لوله‌ها به منزله انواعي از رشته‌هاي اسپاگتي مانند رسانا هستند كه در لاستيك‌ها جاسازي شده و شبكه‌اي رسانا را شكل مي‌دهند. يك شبكه رساناي اسپاگتي شكل در صورتي كه قالب و شبكه اصلي آن كشيده شود از شكل اوليه خود خارج شده و تغيير فرم مي‌دهد؛ اين مهم در حالي است كه چنانچه اين شبكه بشكند، خاصيت رسانايي آن تغيير نمي‌يابد. يك غشاي لاستيكي رساناي همسان و يك شكل مي‌تواند تا 38 درصد كشيدگي پيدا كند؛ اما زماني كه اين ماده براي تشكيل ساختاري شبكه‌اي شكل از نظر مكانيكي فرآيندسازي شود، مي‌تواند تا 134 درصد كشيدگي پيدا كند كه ميزان قابل توجهي است.

در متدهاي فعلي توليد مدارهاي مجتمع الكترونيكي كشسان، سيم‌هاي كشسان چاپ نمي‌شوند و اين در حالي است كه تقريبا تمامي عناصر ديگر قابل چاپ شدن هستند. به همين منظور و براي تحقق بخشيدن فرآيندهاي توليدي با هزينه موثر، هدف و خواست ما توسعه دادن سيم‌هاي كشسان قابل چاپ يا مدارات مجتمع كشسان تمام چاپي براي ايجاد سطوح هوشمند خواهد بود.

مترجم:‌ مهريار ميرنيا