طباعة سريعة رباعية الأبعاد باستخدام بوليمرات تتميز بذاكرة الشكل
تاريخ النشر: 23rd, December 2023 GMT
نشر موقع "phys.org" تقريرا للدكتور ثاماراسي جيواندارا قال فيه إن البوليمرات المتميزة بذاكرة الشكل أو المواد المتغيرة الشكل تُعتبر مواد ذكية اكتسبت اهتماما كبيرا في علوم المواد والهندسة الطبية الحيوية في السنوات الأخيرة لبناء الهياكل والأجهزة الذكية. معالجة الضوء الرقمية هي طريقة تعتمد على البلمرة الضوئية مع تقنية أسرع بكثير لطباعة طبقة كاملة في خطوة واحدة لإنشاء مواد ذكية.
قام فهد علام وفريق من العلماء في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر والهندسة النووية في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية بالمملكة العربية السعودية بتطوير طريقة سهلة وسريعة لطباعة ثلاثية الأبعاد لهياكل ذكية تعتمد على البوليمر وذاكرة الشكل مع الطباعة الضوئية الرقمية. طابعة ثلاثية الأبعاد ومادة صمغية مخصصة.
لقد قاموا بدمج البلورات السائلة (مادة يمكن أن تغير شكلها مع درجة الحرارة) مع المادة الصمغية، لتقديم خصائص ذاكرة الشكل للطباعة ثلاثية الأبعاد مباشرة للهياكل التي تستجيب للحرارة - مع تجنب تعقيد تحضير المادة الصمغية. قام الفريق بطباعة الهياكل بأشكال هندسية مختلفة وقياس استجابة ذاكرة الشكل. يمكن تحضير البوليمرات ذات ذاكرة الشكل بسهولة لاستخدامها كأدوات ذكية وألعاب ومواد فائقة.
تم نشر ورقة البحث في مجلةNPG Asia Materials.
تنتمي البوليمرات المتميزة بذاكرة الشكل إلى فئة البوليمرات الذكية ثنائية الشكل التي يمكن أن تخضع لتشوه ميكانيكي وتعود إلى شكلها الأصلي استجابة للمعايير البيئية. تعتمد استعادة البوليمر المتميزبذاكرة الشكل على استخدام المحفزات الخارجية مثل الحرارة والضوء والكهرباء والرطوبة وتغيرات الرقم الهيدروجيني (pH).
مثل هذه المواد عبارة عن تركيبات متغيرة الشكل وقد اكتسبت اهتماما كبيرا في السنوات الأخيرة نظرا لتعدد استخداماتها وصلاحيتها الصناعية. وأظهر فريق البحث طباعة رباعية الأبعاد لبوليمرات تتمتع بذاكرة الشكل عبر معالجة الضوء الرقمية. طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد تعتمد على بلمرة ضوئية. سلطت النتائج الضوء على مدى ملاءمة الهياكل المعقدة المطبوعة ثلاثية الأبعاد لمجموعة متنوعة من التطبيقات.
قام فريق البحث بالتحقيق في تأثير ذاكرة الشكل للعينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد من خلال دراسة عملية إدخال الشكل واستعادته. أتاحت هذه الطريقة طباعة سهلة وعالية الدقة لتصميمات ثلاثية الأبعاد معقدة. تعتبر هذه التركيبات مفيدة عبر مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل الرقع الذكية المرنة والأدوات الميكانيكية ذات الحجم المتغير والألعاب القابلة للتشوه. في هذا العمل، طور علام وزملاؤه بوليمرا ذا ذاكرة شكلية يعتمد على البلورات السائلة ممزوجة بمادة صمغية قابلة للمعالجة ضوئيا، لتطوير بوليمر شبه بلوري ووصف آلية عمله، بناء على دراسات سابقة.
لاحظ الفريق الشكل الداخلي للمقاطع العرضية المطبوعة ثلاثية الأبعاد مع أو بدون بلورات سائلة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح. ثم لاحظوا استجابات البوليمرات ذات الذاكرة الشكلية بالنسبة لقدرتها على التعافي بعد حمل وزن. أظهر العمل الحالي تأثير معالجة الضوء الرقمي ثلاثي الأبعاد لإنشاء بوليمرات ذات ذاكرة شكلية مع تأثيرات رباعية الأبعاد. قام العلماء بقياس استجابة ذاكرة الشكل لإظهار نسبة زاوية الاسترداد مقابل الوقت.
استكشف الباحثون التطبيقات الواعدة لبوليمرات الذاكرة الذكية المطبوعة ثلاثية الأبعاد. ولتحقيق ذلك، حدد علام وزملاؤه الخواص الميكانيكية للمواد عن طريق إجراء اختبارات الشد على عينة من عظام الكلاب، لإظهار كيف يمكن ضبط الخواص الميكانيكية للمواد المطبوعة من خلال تنظيم شكل الهياكل الشبكية.
وأكدوا قابلية الضبط الميكانيكي للمواد الذكية عن طريق إجراء عمليات محاكاة العناصر المحدودة، وقارنوا النتائج التجريبية مع اختبارات الشد من تحليل العناصر المحدودة. تم الاتفاق على الأداء الميكانيكي للشبكات ثنائية الأبعاد التي تمت ملاحظتها من خلال التجربة والتنبؤ بها من خلال المحاكاة. واستنادا إلى المرونة وقابلية التمدد، اختبر علام وفريقه العينات لاختبار الضغط ولتطبيقات استشعار حركة المفاصل.
لتسهيل حركة المفاصل من خلال تكامل البوليمر، قام العلماء بتطبيق طلاء موصل مصنوع من الفضة النانوية كقطب كهربائي. وقاموا بقياس التغيرات في المقاومة الكهربائية عن طريق تمديد وضغط الهيكل لتسهيل الحركة لدى المرضى.
أظهرت نتائج قياس مقاومة رقعة القطب الكهربائي الشبكة المُجهزة إمكانية استخدامها كرقعة ذكية لاستشعار حركة المفصل. يمكن تطبيق ذلك على الركبة البشرية أو مفصل الكوع أو الطرف الاصطناعي أو الأطراف الحقيقية لاستشعار الحركة. يمكن تخصيص بقع الأقطاب الكهربائية هذه حسب حجم المريض ضمن عمليات تصنيع سهلة وسريعة.
وبهذه الطريقة، قدم فهد علام وفريقه طريقة لطباعة مواد ذكية ثلاثية الأبعاد من خلال استخدام بوليمرات ذاكرة الشكل أولا لتصنيع سهل وسريع من خلال معالجة الضوء الرقمية.
وقام العلماء بتخصيص النماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء هياكل تتغير مع مرور الوقت، وهو ما يُعرف بالطباعة رباعية الأبعاد. لقد حققوا ذلك من خلال الجمع بين البلورات السائلة والمواد الصمغية وطباعتها باستخدام طابعة مكتبية تجارية ثلاثية الأبعاد. استخدم الباحثون هذه الطريقة لتصنيع مجموعة متنوعة من الأشياء المعقدة بما في ذلك الرقع الشبكية والألعاب القابلة للطي ومواد التغليف الذكي والمفاتيح الميكانيكية.
قام العلماء بتعريض هذه الأجسام للحرارة لتغيير شكلها بشكل مؤقت، ولتطبيقات لاحقة لاستعادة الشكل. استخدم الفريق اختبارات الشد لإظهار الطبيعة القابلة للتعديل للبوليمرات ذات الذاكرة الشكلية، لتلبية تطبيقات محددة في الهندسة الطبية الحيوية. تعتبر هذه البقع الشبكية المطبوعة ثلاثية الأبعاد مناسبة تماما لاستشعار الضغط في تطبيقات حركة المفاصل. وسجل الباحثون التغيرات في المقاومة الكهربائية من الرقعة الذكية المطبوعة ثلاثية الأبعاد للكشف عن الحركة في مفاصل الأطراف الصناعية وأذرع المرضى.
المصدر: عربي21
كلمات دلالية: سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم الطباعة علوم طباعة المزيد في تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا سياسة سياسة تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا سياسة اقتصاد رياضة صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة معالجة الضوء من خلال
إقرأ أيضاً:
المرأة المغربية في عيدها العالمي وقفة سريعة مع سنة 2024
نجح المغرب في جعل موضوع المرأة والنهوض بأوضاعها موضوعا حاضرا في النقاش العمومي، وذلك بفضل القوة الترافعية للمجتمع المدني أساسا، وسايرت العديد من المؤسسات الرسمية هذا المسار بتخصيص حيز مهم للمرأة في تقاريرها الدورية ولاسيما المندوبية السامية للتخطيط والمجلس الاقتصادي والاجتماعي والبيئي وغيره..
كما أسفر هذا النقاش عن دينامية معتبرة على المستوى التشريعي بما في ذلك على مستوى القانون الأساسي للبلاد، بحيث كانت محطة المراجعة الدستورية لسنة 2011 فرصة لاحتضان الوثيقة الدستورية الكثير من المقتضيات من أجل تعزيز مكانة المرأة وضمان حقوقها السياسية والاقتصادية والاجتماعية.
وهو المسار الذي يحتاج منا لمواكبة مستمرة ومتابعة دقيقة من أجل تقييم الوضع الراهن للمرأة المغربية اليوم، وهي مناسبة للتأمل في أهم القضايا التي برزت خلال السنة المنصرمة.
نقاش مدونة الأسرة ومأسسة الاجتهاد البناء حولها..
لقد تميزت السنة التي نودعها بعودة النقاش حول تعديلات مدونة الأسرة، وهو نقاش كان يمكن أن يكون أكثر مردودية بالنسبة لوضعية المرأة، لو اجتهد الجميع في البحث عن المقترحات التي تعالج المشاكل الحقيقية التي تعاني منها المرأة والأسرة اليوم، دون أن ينزلق لبعض المطالب التي تبقى محكومة بمرجعيات إيديولوجية لا فائدة ترجى منها بالنسبة للمرأة والأسرة معا. ومع ذلك، فقد أثبت المغرب بفضل معماره الدستوري الفريد الذي يضمن عدم السقوط في استنساخ تشريعات أسرية لا تنسجم مع مرجعيته الإسلامية، أن أي تشريع يتعارض مع قطعيات الشريعة الإسلامية لن يكون محل قبول من طرف المؤسسات الأساسية في البلاد وعلى رأسها مؤسسة إمارة المؤمنين والمجلس العلمي الأعلى، وهو ما ينبغي لباقي المؤسسات وعلى رأسها الحكومة والبرلمان أن تتناغم معه وتتجنب بعض المغامرات الغير المحسوبة لبعض أطرافها..
لقد دعا الملك محمد السادس، المجلس العلمي الأعلى، إلى مواصلة التفكير واعتماد الاجتهاد البناء في موضوع الأسرة، عبر إحداث إطار مناسب ضمن هيكلته، لتعميق البحث في الإشكالات الفقهية التي تطرحها التطورات المحيطة بالأسرة المغربية، وما تتطلبه من أجوبة تجديدية تساير متطلبات العصر، وهذا من أهم المكتسبات التي تحققت خلال السنة المنصرمة، وذلك بجعل قضايا المرأة والأسرة موضوعا للاجتهاد والتطوير في تناغم مع الثوابت الدينية والوطنية.
أي موقع للمرأة والأسرة في السياسات العمومية..
لقد تصدر السؤال الاجتماعي أجندة مختلف مستويات القرار العمومي وطنيا وترابيا، وكان منتظرا اتخاذ قرارات جريئة لفائدة المرأة والأسرة المغربية، فعلى الرغم من أنه تم الإعلان غير ما مناسبة أن الحكومة ستعطي الأولوية للقطاعات الاجتماعية لاسيما تلك المتعلقة بتعميم الحماية الاجتماعية والإصلاح الشامل للمنظومة الصحية وإصلاح التعليم وإدماج النساء و الشباب اقتصاديا واجتماعيا، وانعاش التشغيل ودعم السكن، لكن الواقع أظهر عدم محورية قضايا المرأة والأسرة في السياسات العمومية المتبعة، بل إن المعطيات و الأرقام التي تقدمها المؤسسات الرسمية تبقى دالة وتظهر وضعية الهشاشة التي تعيشها المرأة ببلادنا، بحيث إن 32٪ من النساء تعانين من الأمية وهو رقم مرتفع مقارنة بالبلدان المحيطة بنا، كما تراجعت نسبة النساء النشيطات من 20٪ سنة 2014 إلى 16٪ سنة 2024 مع ارتفاع معدل بطالة النساء إلى 25٪.
إن هذه الأرقام تدل على صعوبة الوضع الاقتصادي والاجتماعي بالنسبة للنساء، والتي ازدادت في ظل موجة الغلاء المستمرة بدون أي مجهود ملموس للحد من تداعياتها على القدرة الشرائية، علما أن أزيد من 19٪ من الأسر تعيلهن نساء.
تنبيه لوضعية المرأة القروية..
تعيش المرأة القروية وضعية جد مقلقة، ولا سيما في مجال الولوج إلى الخدمات الاجتماعية الأساسية فمستوى الفقر والهشاشة لا زالا مرتفعين في العالم القروي، إذ تعد النساء أكثر تأثرا بالهشاشة الاجتماعية، فالنساء الناشطات العاملات في الوسط القروي لا يتوفرن على أي تغطية صحية، في حين نسجل التأنيث المتزايد للعمل الفلاحي بالعالم القروي، خاصة مع انتشار الشركات و » المقاولات » الفلاحية التي تعمل أساسا على التصدير أساسا المنتوج الفلاحي و التي تشغل النساء القرويات و تستغلهن في غياب المراقبة لأوضاعهن من ساعات العمل والظروف الصحية و المعنوية للتشغيل …
إن ما تكشفه الأرقام والمؤشرات الصعبة، يستلزم ضرورة تفعيل مختلف البرامج الاجتماعية المعتمدة، والحرص على حكامة تنزيلها، مع تسريع سن الإجراءات الكفيلة بالتخفيف على هذه الفئات من النساء وبالتبع على الأسر ككل.
وفي الختام،
بقدر ما نسجل الاهتمام المتزايد بمكانة المرأة في النقاش العمومي وفي العديد من التشريعات والسياسات، بقدر ما نطمح لترسيخ هذه المكانة وتعزيز أدوار المرأة المغربية في بناء النهضة وكسب رهان التنمية الشاملة في إطار مقاربة تكاملية تنجح في بناء أسرة يتمتع فيها كل أطرافها بحقوقه الأساسية مع قيام الجميع بواجباته في ظل مجتمع حي قادر على تحرير طاقات كل أفراده للمساهمة في التنمية وكسب رهانات وتحديات المستقبل. وهو الكسب الذي من شأنه خلق دوافع ومحفزات لقيام الأسرة والمرأة بأدوارهم الحيوية في ضمان استقرار المجتمع وتنميته، و كذا ضمان استمرارية المنظومة القيمية المتمحورة حول ثوابت الأمة المغربية كما حددها الدستور.
ورشة تعريفية حول أعمال فريق دمج المكاتب المعنية بالحديدة