كشف باحثون أمريكيون من جامعة هارفارد، عن استراتيجية جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح تصنيع عضلات صناعية قابلة للبرمجة، قادرة على تنفيذ حركات معقدة مثل الانحناء والالتواء والانكماش استجابة لتغيرات الحرارة.
وقال الباحثون: إنهم استندوا إلى نماذج طبيعية، أبرزها الخيوط الملتفة في كروم العنب وخراطيم الأفيال، لتطوير مواد لينة تحاكي أداء العضلات البيولوجية، معتمدين على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد متعددة المواد الدورانية، التي تستخدم فوهة دوارة لبثق مادتين مختلفتين في وقت واحد، مادة نشطة وأخرى سلبية، فينتج عنه بنية داخلية حلزونية.
وأوضحوا: «المادة النشطة، وهي إلاستومر البلورية السائلة، تنكمش عند التسخين، بينما تحافظ المادة السلبية على ثباتها».
وتابعوا: «عند تعريض الخيوط للحرارة، يتولد شد داخلي يدفعها إلى الانحناء أو الالتواء وفق نمط محدد مسبقاً أثناء الطباعة، دون الحاجة إلى تجميع أو معالجة لاحقة، ويبرمج شكل الخيط واستجابته خلال عملية الطباعة نفسها».
وفي تطبيقات عملية، طور الباحثون نماذج أولية تشمل مرشحات حساسة للحرارة وقوابض متعددة الأجسام، مع إمكانية التحكم بحركتها عبر توزيع المادة النشطة داخل البنية، كما نجحوا في إنتاج خيوط دقيقة بسمك يصل إلى 100 ميكرون، مع خطط لتقليص الحجم ودمج وظائف إضافية.
يتوقع الباحثون أن تمهد هذه التقنية الطريق لاستخدامات واسعة في الروبوتات الناعمة، والطب الحيوي، وأنظمة التحكم في السوائل.
