شارك
الرئيسية
ألهم لعاب ديدان القز، والذي يعرف أيضاً بالحرير، ابتكار طريقة جديدة وبسيطة نسبياً لنسج الألياف النانوية التي يمكن استخدامها لتطوير مختلف الأدوات من ضمادات الجروح إلى الإلكترونيات المرنة.
على الرغم من أنه يبدو مقرفاً قليلاً، فإن هذا النسيج الفاخر الشهير الذي يتألف من مركب ثنائي البروتين يُفرز من قبل ديدان القز التي تستخدم خيوطه لنسج شرانقها. وجد فريق من الباحثين الصينيين أنه بالإضافة إلى الصفائح باهظة الثمن، يستطيع البشر تصنيع ألياف نانوية ومجهرية أكثر انتظاماً بكثير من خلال محاكاة حركة رؤوس ديدان القز في أثناء إفرازها وسحبها ونسجها للحرير.
اقرأ أيضاً: الباحثون يتمكنون من صنع ألياف حرير من ديدان القز تتفوق على ألياف حرير العناكب
كيف تلهم الطريقة التي تصنع بها ديدان القز حريرها الباحثين لصناعة ألياف نانوية قوية؟
وصف الباحثون النتائج التي توصلوا لها مؤخراً في ورقة بحثية نُشرت في مجلة نانو ليترز (Nano Letters) التابعة للجمعية الكيميائية الأميركية. في البداية، قام الباحثون بدس الإبر المجهرية في كتل رغوية مشبعة بمحلول أوكسيد متعدد الإيثيلين، ثم سحبوا الإبر من خلال إجراء يحمل اسم الغزل الموجّه بالالتصاق المجهري لتشكيل خيوط من الألياف النانوية الأصغر بآلاف المرات من خصلة شعر بشرية واحدة.
آليات تصنيع الألياف النانوية الحالية
تعتبر آليات تصنيع الألياف النانوية المطبقة حالياً إما بطيئة ومكلفة، وإما تنتج مواد محشوّة وغير ناجعة. لكن من خلال تقليد حركة النسج التي تقوم بها ديدان القز، وجد فريق الباحثين أنهم يستطيعون صنع العديد من المنتجات؛ إذ إن سحب الكتل الرغوية مباشرة يساعد في إنتاج ألياف منتظمة الشكل، بينما يساعد السحب الاهتزازي لها في نسج الألياف مع بعضها. ساعدت الحركة الدورانية أيضاً في إنتاج ألياف متجانسة الشكل. وبغض النظر عن شكلها، كان تكتّل الألياف المصنوعة بهذه الطريقة أقل مقارنة بالطرائق الأخرى.
اقرأ أيضاً: أول لقاح للنحل ضد مرض تعفُّن الحضنة الأميركي يحصل على موافقة مشروطة من وزارة الزراعة الأميركية
لاحظ الفريق أيضاً أن استخدام الإبر المجهرية لم يكن ضرورياً على الإطلاق؛ إذ إن السطح الخشن للكتل الرغوية كان كافياً لفصل محلول أكسيد متعدد الإيثيلين إلى خيوط مجهرية. كانت هذه الطريقة بسيطة لدرجة أنه يمكن استخدام آلية مط الرغوة للف ضمادة من الألياف النانوية يدوياً حول المعصم. استخدم الفريق في التجارب الألياف المضادة للميكروبات لضمان أن تكون الضمادة معقّمة ومثبّطة لنمو البكتيريا وقابلة للإزالة بسهولة باستخدام الماء الدافئ. ما يجعل هذه الألياف قابلة للاستخدام طبياً في المستقبل القريب.
يؤدي اللجوء لعالم الحيوانات إلى اكتشافات وابتكارات مثيرة للإعجاب في التكنولوجيا وعلم الروبوتات، سواءً كان ذلك في مجال النسج أو الطيران أو الرياضة أو التقاط المواد.