شاهد.. علماء يبتكرون خيوطا لاصقة مستوحاة من الرجل العنكبوت
تاريخ النشر: 19th, October 2024 GMT
استلهم باحثون من جامعة تافتس الأميركية تقنية إطلاق الشِبَاك من شخصية "الرجل العنكبوت" الشهيرة، حيث ابتكروا آلية جديدة تسمح بإطلاق خيط من الحرير السائل يتحول على الفور إلى ألياف قوية تلتصق بالأشياء وترفعها.
ونشر الباحثون دراستهم لتوثيق التقنية الجديدة في دورية "أدفانسيد فنكشنال ماتريالز" والتي تعد الأولى من نوعها التي تجمع بين العلم والخيال العلمي، وتفتح آفاقًا جديدة لتطبيقات مستقبلية في مجالات متعددة.
وفي مختبرهم "سلك لاب" بجامعة تافتس، استُخدم الباحثون حرير دودة القز لتطوير هذه الألياف عبر غلي الشرانق في محلول لتفكيك وتحليل البروتين الأساسي المعروف باسم "الفيبرون". وبعد إضافة بعض المواد الكيميائية، يُمكن إطلاق محلول الحرير عبر إبرة دقيقة حيث يتصلب المحلول فور تعرضه للهواء ليُشكل خيطًا قويًا يمكنه الالتصاق بالأجسام ورفعها.
ويقول ماركو لو بريستي أستاذ مساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية جامعة تافتس، والباحث الرئيسي بالدراسة، في تصريحات للجزيرة نت "يركز عملي البحثي هنا في أميركا على ابتكار المواد، مع التركيز بشكل خاص على تطوير المواد اللاصقة من مصادر بيولوجية للتطبيقات تحت الماء. وجاء اكتشاف الظروف التي تسمح بالانتقال السريع من محلول الحرير إلى الألياف محض صدفة. ومن هنا، هدفنا إلى تطويره ليصبح أول مثال على مادة لاصقة تُطلق عن بعد."
الطبيعة أم الأبطال الخارقونتمثل الطبيعة دائمًا مصدر إلهام رئيسي لهذا النوع من الأبحاث، فالكائنات الحية مثل العناكب والنمل والنحل والفراشات تقوم بعملية مشابهة من إنتاج الحرير لأغراض مختلفة، مثل بناء الشرانق أو شبكات الصيد. ومع ذلك، تجاوز سعى باحثو جامعة تافتس استلهام الفكرة من القصص المصورة والأبطال الخارقين.
ويقول لو بريستي "في الواقع، مفهوم المادة اللاصقة عن بعد شيء غير موجود في الطبيعة، فالعناكب لا تطلق شباكها، لكنها من سمات الأبطال الخارقين. وكان الجهد المبذول لابتكار مادة مستوحاة من الأبطال الخارقين مثيرًا وملهمًا، ليس فقط بالنسبة لي ولكن أيضًا للطلاب الذين انضموا إلى المختبر أثناء تطويره".
والتحدي الأكبر الذي واجه الباحثين كان بمحاكاة طريقة العناكب في تشكيل الخيوط والتحكم في خصائصها، مثل المرونة والصلابة. ويقول لو بريستي "في عملنا، استخدمنا حرير دودة القز لإنشاء مخدر اصطناعي قادر على الخضوع لانتقال السول-جل وإظهار خصائص لاصقة. وتختلف هذه العملية بشكل كبير عن عملية الغزل الطبيعية".
و"السول-جل" عملية تستخدم عادة في الكيمياء والمجالات المرتبطة بالمواد، حيث يبدأ المزيج في حالة "سول" السائلة التي تحتوي على جسيمات معلقة، ثم يتحول تدريجيًا إلى حالة "جل" وهي شبكة صلبة ثلاثية الأبعاد. ويوضح لو بريستي أن العناكب تسيطر بشكل دقيق على عملية تشكيل الألياف، في حين أن محاكاة هذه العملية بالمختبر احتاجت إلى تنسيق دقيق للغاية بين التفاعلات الكيميائية.
يقول لو بريستي "كان التحدي الرئيسي هو مزامنة توقيت تحول السول-جل. كما هو الحال في الالتقاط عن بعد، يجب أن يبلل المحلول سطح الهدف بينما لا يزال في حالته السائلة ثم يتصلب بسرعة كبيرة". وللتغلب على هذه المشكلة، استخدم الباحثون نهجًا كيميائيًا وهندسيًا لتمكين الألياف من التصلب بسرعة.
ومن أجل تحسين خصائص الألياف، أضاف الباحثون مواد كيميائية مثل الدوبامين والكيتوزان والبورات. و"يلعب الدوبامين دورًا حاسمًا في زيادة تجفيف بروتينات الحرير، مما يسمح للألياف بالتشكل في أقل من ثانية. كما يعزز الكيتوزان من التماسك الداخلي للألياف، مما يجعلها أكثر صلابة، في حين أن البورات تجعل الألياف أكثر مرونة والتصاقًا" بحسب تصريح لو بريستي.
ويضيف لو بريستي "هناك العديد من الدراسات التي تركز على غزل الألياف من مصادر طبيعية وإنشاء المواد اللاصقة. لكن دراستنا تثبت أن الأداء أضعف عمومًا مقارنة بمعظم الألياف الاصطناعية أو المواد اللاصقة المستوحاة من المواد البيولوجية".
ورغم أن الألياف الاصطناعية لا تزال أقل قوة من الطبيعية التي تنتجها العناكب، إلا أن هذه التقنية تمثل خطوة هامة نحو تحقيق هذا الهدف. ويمكن استخدامها بمجالات الطب الحيوي، مثل المواد اللاصقة القابلة للتحلل، أو حتى في الصناعات التي تتطلب استخدام ألياف قوية ومرنة.
وتجسد هذه الدراسة تزاوجًا فريدًا بين الخيال العلمي والواقع العلمي، حيث يؤكد الباحثون أن الإلهام يمكن أن يأتي من الطبيعة أو حتى من القصص المصورة. ويختتم لو بريستي "نأمل أن يلهم هذا البحث أيضًا الأبطال الخارقين الطموحين من الشباب لملاحقة أحلامهم من خلال الدراسة والشغف".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات الأبطال الخارقین المواد اللاصقة
إقرأ أيضاً:
موقف صعب.. لاعبة تنس تختبئ خلف كرسي الحكم| ماذا حدث؟
أثار مشهد اختباء لاعبة التنس البريطانية إيما رادوكانو خلف كرسي الحكم بعد مطاردة رجل خلال بطولة دبي للتنس، حالة من الصدمة بين الموجودين بالملعب، مما دفع الشرطة إلى القاء القبض على الرجل عقب الحادث وأصدرت أمرا تقييديا له بعدم الاقتراب من اللاعبة.
تعرض إيما رادوكانو لموقف صعبكانت رادوكانو، البالغة من العمر 22 عامًا، ضحية لمطاردة أخري حدثت في السابق، حيث تم القبض على رجل حاول مطاردتها فى 2022.
ماذا حدث لرادوكانو في دبي؟وتلقت رادوكانو رسائل تهديد من رجل وعليه أبلغت رابطة محترفات التنس بالحادثة، وجرى إخطار فرق الأمن الخاصة بالبطولة، إلا أن الرجل تمكن من دخول الملعب حيث لعبت رادوكانو ضد كارولينا موتشوفا.
وأبلغت رادوكانو ، الحكم وعليه قام أفراد الأمن بإخراج الرجل، وبعدها استعادة رادوكانو رباطة جأشها واستأنفت المباراة، التي خسرتها بنتيجة 7-6 (8-6) 6-4.
حوادث وتعقب للاعباتلم تكن حادثة رادوكانو الأولي من نوعها فقد سبقتها زميلتها اللاعبة البريطانية كاتي بولتر التى أكدت لصحيفة الجارديان العام الماضي، أنه تم تعقبها من قبل أشخاص في سيارة، وفي الشهر الماضي، اتهمت لاعبة كرة السلة الأمريكية كيتلين كلارك لرجل قام بمطاردتها، و يلاحقها طوال موسم الملاعب.
من جانبها قالت رابطة محترفات التنس: "نهجنا يعترف بأن الحماية الفعالة متعددة الأوجه وتكون أقوى عندما يكون كل من يشارك في اللعبة مستثمرًا وملتزمًا بنفس المعايير".
في عام 1993، تعرضت المصنفة الأولى عالميا مونيكا سيليش للطعن في ظهرها أثناء وجودها في الملعب في إحدى بطولات رابطة محترفات التنس في هامبورج على يد أحد مشجعي التنس المجنونين - وهي الحادثة التي لا تزال حتى الآن أكثر أعمال العنف شهرة ضد لاعبة تنس.
وتشير تقارير صحفية إلى أن حادثة رادوكانو تشكل جرس إنذار للمجتمع الرياضي. إنها دعوة للعمل لحماية الرياضيين من الملاحقة وغيرها من التهديدات الأمنية. ويتعين على المجتمع الرياضي أن يضمن أن تكون أولويته القصوى هي سلامة ورفاهية الرياضيين الذين يكرسون حياتهم للرياضة، فضلا عن وضع تدابير وسياسات أمنية قوية لمنع وقوع حوادث مستقبلية.
ويتعين على عالم الرياضة أن يأخذ هذه الحادثة على محمل الجد وأن يعمل على خلق بيئة آمنة لجميع الرياضيين.
جرافات الاحتلال تدمر البنية التحتية في قباطية – فيديو