Sanayide devrim: Pirinç bazlı akıllı metamalzeme geliştirildi

Bilim insanları, pirinç tanelerinin fiziksel özelliklerini kullanarak darbe hızına göre sertliğini değiştirebilen metamalzeme geliştirdi. Sensör veya elektronik devre gerektirmeyen bu ‘pasif zeka’, robotik ve savunmada çığır açabilir.

Gıda sektörünün temel taşlarından biri olan pirinç, bu kez mutfaklardan çıkıp ileri mühendislik laboratuvarlarının merkezine yerleşti. Birmingham Üniversitesi liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, pirinç tanelerinin sıkıştırılma hızına verdiği tepkiyi inceleyerek, doğada bulunmayan özelliklere sahip yeni bir ‘metamalzeme’ tasarladı. Matter dergisinde yayımlanan çalışma, pirincin sadece bir besin maddesi değil, aynı zamanda fonksiyonel bir mühendislik harikası olabileceğini kanıtladı.ELEKTRONİKSİZ PASİF ZEKA DÖNEMİAraştırmanın en çarpıcı bulgusu, pirincin ‘hız yumuşaması’ (rate softening) olarak bilinen nadir mekanik tepkisi oldu. Çoğu malzemenin aksine pirinç, yavaş basınç altında direncini korurken, hızlı bir darbe aldığında zayıflıyor. Bilim insanları, bu olguyu bir tasarım ilkesine dönüştürerek; pirinç tanelerini, hızla birlikte güçlenen kum gibi malzemelerle hibrit bir yapıda birleştirdi.Ortaya çıkan kompozit yapı; herhangi bir sensör, pil veya aktif kontrol mekanizmasına ihtiyaç duymadan, darbenin şiddetine göre bükülebiliyor, eğilebiliyor veya anında sertleşebiliyor. Birmingham Üniversitesi’nden Dr. Mingchao Liu, projeyi şu sözlerle özetliyor: "Bir yapıya nasıl tepki vereceğini söylemek yerine, fiziğin karar vermesine izin verdik. Hızlı yükler bir davranışı, yavaş yükler ise bambaşka bir davranışı tetikliyor. Pirinç, yeni bir fonksiyonel malzeme sınıfının temelini oluşturabilir."SANAYİDE GENİŞ KULLANIM ALANI: ROBOTİKTEN İŞ GÜVENLİĞİNEBu teknolojik sıçrama, özellikle üç ana sektörde maliyetleri düşürüp güvenliği artıracak bir potansiyele sahip:Yumuşak robotik: Geleneksel metal robotlardan daha hafif ve güvenli makineler üretilecek. İnsanlarla yan yana çalışan kolaboratif robotlar (cobot) ve hassas cerrahi müdahaleler için ideal bir yapı sunulacak.İş güvenliği ve savunma: Darbe hızına anında uyum sağlayan kasklar ve koruyucu yelekler geliştirilebilecek. Malzeme, enerjiyi emerek veya güvenli şekilde deforme olarak kullanıcıyı yaralanmalardan koruyacak.Hassas lojistik: Sensör gerektirmeyen bu akıllı yapılar, darbe hassasiyeti yüksek teknolojik ürünlerin sevkiyatında akıllı paketleme çözümleri sunacak.İLERİ MÜHENDİSLİKTE YENİ BİR VİZYONElektronik karmaşayı ortadan kaldıran bu ‘fiziğe dayalı’ çözüm, zorlu ortamları keşfeden robotlardan ameliyat asistanlarına kadar geniş bir yelpazede kullanılabilir. Araştırmacılar, günlük hayatta kullanılan tanecikli maddelerin içsel mekanikleri sayesinde akıllı sistemlere dönüştürülebileceğini göstererek, malzeme biliminde yeni bir sayfa açmış oldu.