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:
السِمنة في طي النسيان؟ العلماء يعيدون تعريف المرض
تعتبر السمنة واحدة من أكثر القضايا الصحية المعقدة في العالم، إلا أن الأساليب الطبية الحالية لتشخيصها، التي تعتمد بشكل رئيسي على مؤشر كتلة الجسم (BMI)، لا تعد دائمًا مقياسًا موثوقًا للصحة أو المرض على مستوى الأفراد.
العلماء يعملون على إعادة تعريف السمنة بتوجيهات جديدة ومفاجئةوهذا قد يؤدي إلى تشخيص خاطئ له عواقب صحية سلبية قد تكون غير ضرورية. في الوقت ذاته، يواصل العلماء العمل على تطوير مقاربة جديدة توفر تشخيصًا دقيقًا للسمنة وتحد من الآثار السلبية للتصنيف الخاطئ.
في تقرير حديث نُشر في مجلة "لانسيت للسكري والغدد الصماء"، قدمت "لجنة السمنة السريرية" نهجًا جديدًا لتشخيص السمنة، يأخذ في الاعتبار مقاييس إضافية لدهون الجسم الزائدة بالإضافة إلى مؤشر كتلة الجسم. هذا التعريف الجديد يسعى إلى تقليل مخاطر التصنيف الخاطئ وتحديد الأشخاص الأكثر عرضة للمشاكل الصحية الناجمة عن السمنة. وكان من بين الأهداف الرئيسية لهذا المقترح معالجة قضية "الوصمة الاجتماعية" المرتبطة بمفهوم السمنة، إضافة إلى تحسين أساليب الرعاية الصحية وتوجيه العلاج المناسب لكل حالة على حدة.
ترأس البروفيسور فرانشيسكو روبينو من "كينجز كوليدج لندن" هذه اللجنة، التي ضمت 56 من كبار الخبراء في مختلف التخصصات الطبية من جميع أنحاء العالم. وقد عمل هؤلاء العلماء على تقديم حل شامل يعكس تأثير السمنة على الصحة العامة، ويأخذ في اعتباره الفروق الفردية التي قد تحدث نتيجة تراكم الدهون في الجسم. وكانت اللجنة تهدف إلى إيجاد تعريف متوازن للسمنة يسمح بتحديد الفئات التي تحتاج إلى العلاج العاجل والمناسب.
مفهوم جديد لفئات السمنةواحدة من أهم المراجعات التي قدمها العلماء في هذا التقرير هي تقسيم السمنة إلى فئتين جديدتين: "السمنة السريرية" و "السمنة قبل السريرية".
السمنة السريرية: هي السمنة المرتبطة بأعراض ملموسة تؤثر بشكل كبير على وظائف الأعضاء وقدرة الجسم على أداء الأنشطة اليومية. الأشخاص الذين يعانون من هذه الفئة يجب أن يتلقوا العلاجات المناسبة كجزء من معالجة المرض المزمن الذي يعانون منه.
السمنة قبل السريرية: في هذه الفئة، لا يعاني الشخص من مرض مستمر، لكنه قد يكون معرضًا لخطر متزايد للإصابة بالمشاكل الصحية المتعلقة بالسمنة في المستقبل. هؤلاء الأشخاص يحتاجون إلى استراتيجيات وقائية لتقليل خطر الإصابة بالأمراض مثل مرض السكري وأمراض القلب.
مؤشر كتلة الجسم ليس كافيًاتاريخياً، كان مؤشر كتلة الجسم (BMI) هو المعيار الأساسي لتحديد السمنة، لكنه لا يعكس بشكل دقيق توزيع الدهون في الجسم أو الصحة العامة للفرد. فقد أظهرت دراسات علمية أن الأشخاص الذين يعانون من تراكم الدهون في مناطق معينة من الجسم، مثل منطقة الخصر أو الأعضاء الداخلية مثل الكبد والقلب، يكونون أكثر عرضة لمخاطر صحية كبيرة، حتى وإن كان مؤشر كتلة الجسم لديهم ضمن المعدلات الطبيعية.
لذلك، يشير العلماء إلى ضرورة إضافة مقاييس أخرى مثل محيط الخصر أو نسبة الخصر إلى الطول إلى تشخيص السمنة، جنبًا إلى جنب مع استخدام أساليب دقيقة لقياس الدهون في الجسم، مثل الفحص باستخدام DEXA (قياس كثافة العظام) للحصول على صورة أفضل لحالة الشخص الصحية.
السمنة كمرض مزمن وليس مجرد عامل خطرمن خلال التعريف الجديد للسمنة، يحاول العلماء إيقاف النقاش الذي يدور حول ما إذا كانت السمنة تُعتبر مرضًا في حد ذاته أم مجرد عامل خطر. الواقع كما يقول رئيس اللجنة، البروفيسور روبينو، هو أن بعض الأشخاص الذين يعانون من السمنة قد يحافظون على وظائف أعضاء طبيعية وصحة جيدة لفترات طويلة، بينما يعاني آخرون من مشاكل صحية فورية نتيجة تراكم الدهون في الجسم. وعليه، فإن السمنة ليست مجرد "حالة خطرة" ولكنها مرض مزمن يحتاج إلى رعاية صحية متخصصة.
توجهات جديدة لتوفير العلاج والتشخيص الدقيقالهدف من الاقتراحات الجديدة هو ضمان تقديم العلاج الصحيح والمناسب للأفراد المصابين بالسمنة السريرية في وقت مناسب، بهدف تحسين وظائف أعضائهم وتقليل الأعراض التي تسببها السمنة. أما الأشخاص المصابون بالسمنة قبل السريرية فيحتاجون إلى استراتيجيات للحد من المخاطر المحتملة وتحسين صحتهم العامة.
علاوة على ذلك، فإن هذا الإطار الجديد يعزز من تخصيص الموارد الصحية بشكل أكثر دقة ويمنح الأولوية للخيارات العلاجية التي تتماشى مع احتياجات كل فرد على حدة.
رئيس المحطات المائية لتوليد الكهرباء: 19 محول جديد لرفع قدرة وكفاءة ؤ