Bأندو PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 فبراير 2022

عنوان المشروع ELFIN – قابض كهروفعّال لمناولة الأجسام الدقيقة

CODICE CUP D53D23004030006

الميزانية: € 85.151

مسؤول وحدة البحث: الأستاذ نيكولا مينغا - Poliba

وحدات البحث الأخرى: الأستاذ ميكيلي سكاراجي - UniSalento

وصف موجز للمشروع

يتناول مشروع ELFIN – قابض كهروفعّال لمناولة الأجسام الدقيقة تطوير أسطح كهروفعّالة جديدة وقوابض دقيقة لينة لمناولة الأجسام الدقيقة على نحو مضبوط. ويجمع النشاط بين النمذجة النظرية، وميكانيكا التلامس متعددة المقاييس، والتصنيع الدقيق/النانوِي، والتحقق التجريبي من الأسطح الوظيفية القادرة على تعديل الالتصاق والاحتكاك بوساطة الالتصاق الكهربائي. ويتمثل التطبيق المرجعي في التقاط الجسيمات الدقيقة وإطلاقها على نحو مضبوط، مع إيلاء اهتمام خاص لحبيبات حبوب اللقاح، التي تتميز بتضاريس سطحية معقدة ومتعددة المقاييس. ومن ثم، يهدف المشروع إلى توفير أسس علمية وتقنية لواجهات تريبولوجية ذكية يمكن استخدامها مستقبلًا في المناولة الدقيقة، والتلقيح الاصطناعي، والتجميع الدقيق عالي الدقة، والتطبيقات الطبية الحيوية، والروبوتات الدقيقة اللينة.

الغرض

 الغاية العامة للمشروع هي وضع معايير علمية وتقنية لتصميم أسطح ذكية قادرة على التحكم في الوقت الفعلي بخصائص الالتصاق والخصائص التريبولوجية عند السطح البيني. وعلى وجه الخصوص، يهدف ELFIN إلى تجاوز قيود تقنيات المناولة الدقيقة التقليدية، حيث تجعل القوى السطحية كلاً من التقاط الأجسام الدقيقة وإطلاقها على نحو مضبوط أمرًا معقدًا. ولهذا الغرض، يجمع المشروع بين الأسطح الكهروفعّالة، والمواد المطاوعة، والبنى الدقيقة/النانوية، والنماذج المتقدمة لميكانيكا التلامس، بهدف تعديل شغل الالتصاق عن طريق التشغيل الكهربائي. وللمشروع أيضًا غاية تطبيقية تتمثل في مناولة جسيمات حبوب اللقاح، بما قد يسهم مستقبلًا في تطوير تقنيات التلقيح الاصطناعي، وعلى نطاق أعم، أجهزة للمناولة الدقيقة عالية الدقة.

النتائج المتوقعة

شملت النتائج المتوقعة تحديد المواصفات الوظيفية للأجهزة ومؤشرات الأداء، وتطوير نماذج نظرية-عددية لوصف التلامس الالتصاقي متعدد المقاييس بين الأسطح الخشنة والجسيمات الدقيقة، وتحسين بنية الأقطاب الكهربائية وهندسة الماسكات الدقيقة، وتصنيع أسطح كهروالتصاقية بتكوينات مستوية وهرمية، فضلًا عن توصيفها الوظيفي والاحتكاكي. كما تضمّن المشروع إنشاء نماذج عرض تجريبية ومقارنة الأداء الذي تتنبأ به النماذج بالأداء المقاس. وكان من المقرر أيضًا نشر النتائج عبر المنشورات العلمية والموقع الإلكتروني للمشروع وقنوات التواصل المخصصة، والمشاركة في المؤتمرات، وتنفيذ أنشطة لنشر النتائج تستهدف المجتمع العلمي وأصحاب المصلحة والجمهور العام.

النتائج المحققة 

حقق المشروع الأهداف الرئيسية المخطط لها، وتقدم من مرحلة التعريف المفاهيمي إلى إنتاج نتائج علمية وتكنولوجية والتحقق من صحتها. وقد طُوّرت نماذج نظرية-عددية لوصف التلامس الكهروالتصاقي وديناميكيات التقاط الجسيمات وإطلاقها، وحُسّنت التكوينات الهندسية والوظيفية للماسكات الدقيقة، وصُنعت أسطح كهروالتصاقية بهياكل مستوية وهرمية. وعلى الصعيد العلمي، أحرز مشروع ELFIN تقدمًا في فهم ميكانيكا التلامس في الواجهات البوليمرية اللينة، مع التركيز بوجه خاص على الدور المشترك للكهروالتصاق والاحتكاك واللزوجة المرنة والخشونة وسماكة الوسادات الدقيقة. وعلى الصعيد التكنولوجي، أسفر المشروع عن تحديد هياكل كهروالتصاقية ونماذج تنبؤية وهندسات للماسكات الدقيقة وأسطح مصنّعة ونماذج إثبات المفهوم. كما نُفذت أنشطة لنشر النتائج علميًا وللجمهور، من خلال منشورات في مجلات دولية ومساهمات في مؤتمرات والموقع الإلكتروني للمشروع وقنوات التواصل الاجتماعي ومبادرات للتفاعل مع الجمهور.