מדענים באוניברסיטת ת"א הנדסו מטא-חומר חדש

מדענים באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף חוקרים הולנדים, הנדסו מטא-חומר חדש בעל תכונות ייחודיות ובעל פוטנציאל יישומי רב. תוצאות המחקר פורסמו הערב (יום ד') בכתב העת היוקרתי Nature.

"מטא-חומרים הם חומרים חכמים שהונדסו בידי אדם, ואינם מצויים בטבע", מסביר ד"ר יאיר שוקף, ראש קבוצת המחקר בבית הספר להנדסה מכנית באוניברסיטת תל אביב. "בניגוד לחומרים 'רגילים', שתכונותיהם נקבעות על ידי הרכבם הכימי (אטומים ומולקולות), התכונות הפיזיקליות של מטא-חומרים נובעות מהמבנה המרחבי שלהם. במילים אחרות: אבני הבניין המיוחדות, והאופן שבו הן משתלבות זו בזו, קובעים את תכונות המטא-חומר. במחקר החדש פיתחנו מטא-חומר פורץ-דרך, תלת-ממדי ולא מחזורי, בעל פוטנציאל יישומי רב".

על מנת להדגים את היכולת ליצור כל תבנית על שפת הקוביה, פיתחו החוקרים מטה-קוביה של 10X10X10 לבנים, כך שכאשר היא נלחצת פרצוף שמח מופיע על שפתה(צילום: קורנטין קולאי)

(צילום: קורנטין קולאי)

(צילום: קורנטין קולאי)

החוקרים מאוניברסיטת תל אביב ומהולנד בחרו להתמקד בתכונות המכאניות של מטא-חומרים, ובפרט בגמישות. ד"ר שוקף מסביר: "כל המטא-חומרים שפותחו עד היום היו הומוגניים ובעלי מבנה מחזורי - כלומר תבנית אחת, שחוזרת על עצמה שוב ושוב. עמיתינו בהולנד הצליחו לפתח אבני בניין דמויות קוביות חלולות, המאפשרות גמישות. לאחר מכן נעזרנו בכלים חישוביים כדי לבנות מהקוביות הללו מבנים תלת ממדיים גדולים יותר, מתוכנתים 'על פי הזמנה'. הצבה חכמה של אבני הבניין בתוך המבנה מאפשרת לנו ליצור על המשטח החיצוני של המבנים כל תבנית מבוקשת של בליטות ושקעים".

בזכות חוסר המחזוריות, מסבירים באוניברסיטת תל אביב, מתאים המטא-חומר החדש במיוחד לממשקים עם משטחים ביולוגיים, שנמצאים בתנועה ואינם אחידים מטבעם - בעיקר בגוף האדם. כך לדוגמה, ניתן יהיה בעתיד לבנות ממנו פרוטזות המתלבשות באופן מדויק ביותר על הגדם, ומשפרות את תחושתם ותפקודם של קטועי גפיים. שימושים נוספים צפויים ברובוטים רכים, וכן במתקנים עתידיים של טכנולוגיות לבישות, שיש להצמידם לגוף בדיוק רב כדי להפעילם באופן מיטבי.