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:
الصين تنجح في تفجير أول رأس حربي هيدروجيني غير نووي
نجحت الصين فى إجراء تجربة عسكرية، هى الأولى من نوعها فى العالم، بتفجيرها رأساً حربياً هيدروجينياً غير نووى فى اختبار ميدانى داخل البلاد، وتمكن الرأس الحربى من استثارة سلسلة من التفاعلات الكيميائية المدمرة التى أحدثت بدورها انفجاراً هائلاً فاق فى قوته المتفجرات التقليدية المصنوعة من مادة «تى إن تي».
وكشفت مجلة «ميليترى ووتش» أن القنبلة، الذى بلغت زنتها 2 كيلوجرام، تسببت فى إحداث كرة لهب تجاوزت 1000 درجة مئوية لمدة ثانيتين، وهو ما يعادل 15 ضعفاً لما تحدثه كمية مماثلة من متفجرات مادة الـ «تي إن تي.» مشددة على أن تلك النتائج تعد مضاعفاً للقوة بالنسبة للعديد من التسليحات والذخائر الصينية، بدءاً من الصواريخ الباليسيتية وقذائف المدفعية وصولاً إلى الصواريخ جو- جو.
وقالت المجلة، المعنية بالشؤون العسكرية، إن «معهد 705 للبحوث» التابع لـ «مؤسسة بناء السفن» المملوكة للدولة، قام بتطوير جهاز التفجير الفريد من نوعه، الذى استخدم مخزون الهيدروجين المستند بالحالة الصلبة فى مادة الماغنسيوم، والمعروفة بـ «هيدريد الماغنسيوم» التى تختزن كميات من الهيدروجين أكبر كثيراً من خزان الهيدروجين المضغوط.
وتتم استثارة هذا المركب باستخدام متفجرات تقليدية، التي تتسبب بدورها في حدوث تفكيك حرارى سريع ينجم عنه انطلاق غاز الهيدروجين، الذى يشتعل فى صورة لهب هائل مستدام.
وعلق باحثون فى «معهد 705 للبحوث» على نتائج التجربة بقولهم: «إن انفجارات غاز الهيدروجين يمكن استثارتها بطاقة إشعال ضئيلة، وتتسبب فى تفجيرات واسعة النطاق، وتنطلق منها ألسنة لهب هائلة سرعان ما تنتشر في المحيط الخارجي. ويتيح هذا المزيج السيطرة الدقيقة على شدة التفجيرات، كما تسهم بسهولة فى إحداث تدمير موحد لأهداف موجودة على مساحات شاسعة».
وأشارت المجلة إلى أن الصين هى الدولة الوحيدة فى العالم القادرة على إنتاج مادة «هيدريد الماغنسيوم» بكميات تجارية واسعة النطاق، إذ يمكنها أن تصل بحجم إنتاج تلك المادة إلى أكثر من 150 طناً سنوياُ.
اقرأ أيضاًسفير الصين: العلاقات الاقتصادية بين بكين والقاهرة تعيش عصرها الذهبي
الاقتصاد الصيني ينمو بنسبة 5.4% خلال الربع الأول 2025
الصين تدين الهجمات الإلكترونية الأمريكية على بنيتها التحتية المعلوماتية الحيوية
بتوجيهات محمد بن راشد.. «دبي الإنسانية» تغيث غزة بـ 56.8 طن إمدادات طبية