على طريقة سبايدر مان .. تطوير خيط يشبه الحرير لحمل الأشياء
تاريخ النشر: 14th, October 2024 GMT
نجح علماء في تطوير سائل يتحول إلى ألياف لزجة قوية مثل خيط الحرير عندما يتم إطلاقه من أداة لرفع أشياء تفوق وزنها عدة مرات - وهو إنجاز مستوحى من بطل القصص المصورة الخارق سبايدرمان .
وبحسب صحيفة "اندنيندنت" البريطانية، يسعى الباحثون منذ فترة طويلة إلى إنشاء ألياف قوية يمكن نشرها كأربطة، مستوحاة من الحرير الذي تفرزه العث والعناكب والعديد من الحشرات الأخرى.
وتتميز هذه الألياف ذات خواص الصلابة والمرونة والالتصاق التي يتمتع بها حرير العنكبوت كان يشكل تحديًا كبيرًا حتى الآن، وفقًا للباحثين في جامعة تافتس بولاية ماساتشوستس الأمريكية.
ويمكن لبروتين عثة الحرير المعزز بالمواد المضافة المناسبة، والذي يتم حقنه من خلال إبرة ضيقة، أن يشكل أليافًا لزجة صلبة.
وقال ماركو لو بريستي، المؤلف المشارك في الدراسة: "كنت أعمل على مشروع لصنع مواد لاصقة قوية للغاية باستخدام فيبروين الحرير، وبينما كنت أنظف الأواني الزجاجية بالأسيتون، لاحظت مادة تشبه الشبكة تتشكل في الجزء السفلي من الزجاج".
في البداية، حاول الباحثون محاكاة خيوط العنكبوت، ولاحظوا أن محاليل الفيبروين تشكل هلامًا شبه صلب عند تعرضها لمواد كيميائية مثل الإيثانول أو الأسيتون على مدار عدة ساعات. ولكن مع مادة الدوبامين الكيميائية، حدثت عملية التصلب "على الفور تقريبًا" لإنشاء ألياف لزجة عالية الشد.
وقال العلماء إن خليط الدوبامين يبدو أنه يعمل على تسريع انتقال بروتين الحرير من السائل إلى الصلب عن طريق إزالة الماء منه.
ووجد الباحثون أن تيارًا رقيقًا من محلول الحرير، محاطًا بطبقة من الأسيتون، يتحول إلى مادة صلبة لزجة عندما يتم قذفه عبر إبرة خاصة. ومع تبخر الأسيتون في الهواء، التصقت الألياف بأي جسم تلامسه.
وقال العلماء إن إضافة الكيتوزان، وهو بروتين موجود في الهياكل الخارجية للحشرات، جعل الألياف أكثر قوة بما يصل إلى 200 مرة، في حين بدا أن المواد الكيميائية مثل عازل البورات تزيد من القدرة على الالتصاق بنحو 18 ضعفًا.
ويمكن التحكم في قطر الألياف ليتراوح من عرض شعرة الإنسان إلى حوالي نصف مليمتر، اعتمادًا على قطر الإبرة.
وأضاف العلماء إن الألياف التي يتم إطلاقها بهذه الطريقة قادرة على التقاط أشياء يزيد وزنها عن 80 ضعف وزنها في ظل ظروف مختلفة. وفي اختبارات مختلفة، التقطت الألياف "مسامير فولاذية، وأنبوب مختبر يطفو على الماء، ومشرطًا مدفونًا جزئيًا في الرمال، وكتلة خشبية من مسافة حوالي 12 سنتيمترًا".
ورغم أن حرير العنكبوت لا يزال أقوى بنحو ألف مرة، يقول العلماء إن الألياف الجديدة يمكن تحسينها لاستخدامها في تطبيقات مختلفة، ووفقًا للدكتور لو بريستي: "يمكن ضبط هذه العملية بدقة لتحقيق تصنيع متحكم فيه لألياف هلامية لاصقة يتم تشكيلها على الفور".
المصدر: بوابة الوفد
كلمات دلالية: الحرير حسب صحيفة الدراسة الألياف سبايدرمان عدة ساعات العلماء إن
إقرأ أيضاً:
مسألة وقت | العلماء يحذرون من زلزال قوي يضرب إسطنبول .. ماذا يحدث؟
حذر خبراء في تحليل حديث لحالة النشاط الزلزالي في منطقة بحر مرمرة شمال غربي تركيا، من مخاطر متصاعدة قد تؤدي إلى زلزال قوي يضرب مدينة إسطنبول، التي يعيش فيها نحو 16 مليون نسمة.
يشير هذا التحذير إلى أن هناك تغيرات جيوفيزيائية مثيرة للقلق تجري تحت قاع بحر مرمرة، حيث يتراكم الضغط على أحد أهم خطوط الصدع الزلزالي في المنطقة، ما يجعل احتمالية وقوع هزة مدمرة مسألة لا يمكن تجاهلها.
بحسب التحليل، فإن خط الصدع الذي يربط بين البحر الأسود وبحر إيجة تحت بحر مرمرة يشهد ضغطًا جيولوجيًا غير معتاد، ويستند ذلك إلى دراسة علمية نُشرت في مجلة ساينس العلمية.
أظهرت الدراسة، نمطًا متزايدًا من النشاط الزلزالي خلال العقدين الماضيين، بحيث تتحرك الزلازل تدريجيًا نحو الشرق قرب منطقة معروفة باسم “صدع مرمرة الرئيسي”.
هذه المنطقة، بطول يتراوح بين 15 و21 كيلومترًا تحت سطح البحر، تُعد هادئة بشكل غير معتاد منذ آخر زلزال كبير ضربها عام 1766 بقوة 7.1 درجة، ما يثير الشك بشأن احتمالية تراكم طاقة هائلة قد تنفجر في أي وقت.
وقد لاحظت الدراسة، أن الزلازل المتوسطة التي سجلتها أجهزة الرصد الزلزالي على مدى السنوات الماضية تتحرك بشكل منتظم نحو الشريط القريب من إسطنبول، ما قد يشير إلى أن هذا النشاط لم يعد عشوائيًا أو معزولًا.
وفي أبريل 2025، وقع زلزال بقوة 6.2 درجة قرب شرق صدع مرمرة الرئيسي، في إشارة إلى أن المنطقة قد تكون على مشارف حدث أقوى بكثير في المستقبل القريب.
ومع أن بعض العلماء يرون أن ذلك التسلسل قد يكون صدفة، إلا أن غالبية الخبراء يرون أن تراكم الضغط على الصدع يشكل خطرًا حقيقيًا.
ماذا قال علماء الزلازل؟من بين العلماء الذين عبّروا عن قلقهم، الدكتور ستيفن هيكس من جامعة لندن، الذي وصف الوضع بقوله إن “إسطنبول تتعرض لهجوم”، في إشارة إلى الضغوط المتواصلة على الصدع التي قد تعقبها حركة تمزق مفاجئ.
ويرى الفريق العلمي أن مثل هذا التمزق قد يولد زلزالًا بقوة 7 درجات أو أكثر، ما يضع واحدة من أكبر المدن في أوروبا وآسيا أمام خطر كارثي محتمل.
العالِمة جوديث هوبارد من جامعة كورنيل أكدت أن استمرار هذا النشاط الزلزالي وتحركه نحو المناطق المتراكمة الضغط قد يجعل وقوع زلزال كبير أمرًا ليس مجرد احتمال بعيد، بل واقعًا يجب أخذه على محمل الجد.
كما شددت باتريشيا مارتينيز-غارزون، إحدى المشاركات في الدراسة، على أهمية تعزيز أنظمة المراقبة والكشف المبكر، لأن الزلازل بطبيعتها لا يمكن التنبؤ بها بدقة، وعلى الجهود الوقائية لتقليل الأضرار المحتملة إذا ضربت هزة شديدة المنطقة.
التحذير يأتي في وقت تعيش فيه تركيا مخاوف مستمرة من الزلازل، خاصة بعد الزلزال الكارثي الذي ضرب جنوب البلاد وشمال سوريا في فبراير 2023 بقوة تجاوزت 7.8 درجات، وأسفر عن عشرات الآلاف من الضحايا والدمار الواسع، مما يعيد إلى الأذهان السيناريوهات الكارثية المحتملة إذا ضرب زلزال قوي منطقة حضرية كبيرة مثل إسطنبول مرة أخرى.
لوكاشينكو يحذر أمريكا من تكرار سيناريو حرب فيتنام في حال تورطها مع فنزويلا