ABD’li bilim insanlarınca, lastiğin esnekliğini ve metalin gücünü birleştiren yeni bir yüksek teknolojili fiber malzeme geliştirildi. Daha güçlü ve kırılmaz olan bu malzeme insan derisini taklit ediyor fakat ayrı yetenelektrik iletip kullanımından sonra kendisini iyileştiriyor ki bunlar gerilebilir elektronik ve yumuşak doku robotiği için önemli faktörlerdir. Ayrıca bu malzeme ambalajlama ya da yeni nesil tekstil için de kullanılabilir. Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi’nden Profesör Michael Dickey “Bu malzemeyi açıklamanın iyi bir yolu, lastik bantları ve metal kabloları düşünmektir. Bir lastik bant çok esneyebilir, ancak onu germek fazla güç gerektirmez. Bir metal kablo gerilmesi için çok daha fazla güç gerektirir, ancak fazla gerilmez, siz onu çok fazla geremeden kopar. Ürettiğimiz malzemeler bu iki farklı özellik için en iyisidir” diyor.
“Doğada bulunan dayanıklı maddeler, birçok biyolojik dokunun yapısal bütünlüğünü dış etkenlere karşı korur. Örneğin, kolajen enerjiyi hızlı ve etkili bir şekilde dağıtan ve kesiklerin yayılmasını önleyen toplanmış liflerden oluşan bir ağda cildi kuvvetlendirir. İnsan kası, gerilme yükünü emmek için tersine doğru açılan telin biyomolekülüyle güçlendirilir.” “Bu tür dokuların sadece gerilme deformasyonuna uyum sağlaması için gerilebilir olması gerekmez, aynı zamanda mekaniksel arızaların önüne geçebilmesi için dayanıklı da olması lazım.” “Bu özellikleri taklit edebilme yeteneği hem paketleme ve koruyucu ekipman gibi pratik fonksiyonlar için hem de gerilebilir elektronik, yumuşak doku robotiği ve elektronik doku gibi elongasyona maruz kalan yeni uygulamalar için önemlidir.”
Yeni fiber malzeme, metal malzemeden veya polimer kılıftan tek başına çok daha sert olan elastik bir polimer kılıfla çevrili galyum metalden oluşan bir göbeğe sahiptir. Üstüne basınç uygulandığında, fiber malzeme metal göbeğin mukavemetine sahiptir; ancak metal koptuğu zaman, polimer kılıf metalin kırılmaları arasındaki gerilimi emdiği ve baskıyı çekirdeğe geri aktardığı için tel bozulmamaktadır.
Bu tepki, insan dokularının kırık kemiği bir arada tutmasına benzer. Dickey, “Metal göbek her kırıldığında, tel uzatıldıkça enerji emmesini sağlayan bir enerji yayıyor. Uzatıldığında ikiye bölmek yerine, süreç boyunca birçok ek kopmalara neden olurken, bozulmadan önce kendi boyutunun yedi katı kadar uzayabilir. Başka bir şekilde düşünecek olursak, tel birden kopup ağırlığı birden düşürmez. Onun yerine, iç kopmalarda tekrar tekrar enerji bırakarak, teltik ağırlığı yavaşça ve düzenli bir şekilde bırakır.”
“İç göbek kırıldığında iletkenliğini kaybetmesine rağmen galyum göbeği de iletkendir. Ve teller, metal göbeklerin eritilip tekrar birleştirilmesiyle yeniden kullanılabilir. “
Çalışmanın ilgili yazarı “Cildin dayanıklılığını taklit edebilsinler diye mühendislik malzemelerine ilgi çok fazla. Ve cildin dayanıklılığını geçmiş ancak halen cilt kadar esnek olan bir fiber malzeme geliştirdik. Bu kavram çalışmasının kanıtı için galyum kullandık, ancak fiber malzemeler göbekte ve kabukta farklı malzemelerin kullanılmasıyla mekanik özelliklerini değiştirmesi için ya da işlevselliği daha yüksek sıcaklıklarda da sürdürebilmesi için ayarlanabilir” diyor.
“Bu sadece kavramın bir kanıtı, lâkin çok fazla potansiyele sahip. Bu fiber malzemelerin yumuşak doku robotiğinde ya da çeşitli uygulamalar için tekstil içine dokunduğu zaman nasıl kullanılabileceği konusunda çok ilgiliyiz.”
Çeviri: Buğrahan Duymaz