كيف سيجعل الانسان، الحيوانات تنتج مواد المستقبل؟!. - المكتبة العربية الروسية

المتابعون

الأحد، 7 نوفمبر 2021

كيف سيجعل الانسان، الحيوانات تنتج مواد المستقبل؟!.

مرحبا ايها القراء ومتابعي /
مدونتنا: المكتبة العربية الروسية  و صفحتناfb
الصورة stopklopu.com

كيف سيجعل الانسان، الحيوانات تنتج مواد المستقبل؟!. 

شبكة العنكبوت المتوهجة والحرير بالأنابيب النانوية: العلماء مستعدون لتحويل الحيوانات والنباتات إلى مصانع لإنتاج مواد متطوره في المستقبل.

لقد أتقنت الحشرات والعناكب مهارة نسج الألياف لمئات الملايين من السنين ، وتعلموا كيفية صنع مواد قوية وخفيفة الوزن بشكل لا يصدق ومتوافقة حيوياً وخاملة كيميائياً. 
وايضا دودة الحرير، إنه لأمر مؤسف أن استخدامها من قبل البشر لآلاف السنين قد تم تقليصه إلى إنتاج عادي للأقمشة الحريرية - على الرغم من أننا كلما عرفنا خصائص هذه الألياف الحيوية بشكل أفضل ، كلما بدا الأمر صعب علينا. خذ شبكة عنكبوتية على الأقل - المادة أكثر قوة و موثوقية من الفولاذ (قوة الشد 1.0-2.7 جيجا باسكال) وأخف من ألياف الكربون (الكثافة 1.3-1.4 جم / سم 3 ). خصائصه قابلة للمقارنة مع أفضل مثل الياف كيفلار وحتى الألياف الجديدة ، بالإضافة إلى تعزيزها بـ "بعقد" جزيئية على سلاسل البوليمر.  خيوط العنكبوت تصنع منها ملابس وكابلات رائعة وأكياس متينة قابلة للتحلل وخيوط جراحية وحتى الدروع الواقية من الرصاص.

 هذه الخصائص من الهيكل المعقد لخيط العنكبوت. تفرز غدد خاصة بروتينات شبكة العنكبوت مثل السبيدروين وتتكون أساسًا من الأحماض الأمينية الجلايسين والألانين.

 مع تصلب الإفراز في الهواء ، يشكل الجلايسين الصغير والمتنقل قاعدة مرنة وغير متبلورة للهيكل ، بينما ينتظم الألانين في مجالات "بلورية" قوية ، والتي يمكن أيضًا أن تتماسك معًا بواسطة جسور الكبريتيد من بقايا الأحماض الأمينية السيرين. 

هذا مركب حيوي حقيقي ، يسمح هيكله المعقد بتحقيق خصائص فريدة. يمكن أيضًا تضمين جزيئات إضافية في القاعدة غير المتبلورة ، مما يمنح الالياف خصائص جديدة: على سبيل المثال ، يخيف البيروليدين النمل ، وفي الوقت نفسه يمتص الماء بنشاط ، ويحافظ على الويب في حالة رطبة على النحو الأمثل.


إن وجود مركبات "صناعة السبائك" هذه أمر شائع بالنسبة للبوليمرات الطبيعية. شوائب المعادن تقوي فكي بعض الحشرات ، كما أن البلورات المعدنية تجعل أسنان التروس الأقوى بين جميع المواد الطبيعية. ليس من المستغرب أن يحاول العلماء أيضًا تحسين خصائص الحديد عن طريق إدخال إضافات اصطناعية - الجسيمات النانوية والأنابيب النانوية الكربونية وحتى البلورات الدقيقة شبه الموصلة من تيلورايد الكادميوم ، والتي جعلت طبقة الويب تتألق. كقاعدة عامة ، يتم رشها ببساطة على الخيط. لم يكن من الممكن إدخال جزيئات في هيكلها حتى قام الفيزيائي الإيطالي البريطاني نيكولا بوغنو برش الحيوانات بالماء برقائق الجرافين والأنابيب النانوية.

الصورة ويكيبيديا 

في عام 2015 ، كان فريقه قادرًا على إظهار أن مثل هذه الطريقة البسيطة : فقد وضعت الإضافات الضرورية في خيط العنكبوت ، مما زاد بشكل كبير من قوته الشده. استفاد العلماء الصينيون على الفور من هذا النهج ، حيث طبقوا نفس الطريقة للحصول على ألياف الحرير بضعف القوة. وفي الوقت نفسه ، قام البروفيسور بوغنو بتحسين طريقته ونشر في سبتمبر 2017 نتائج دراسة خيوط واحد ونصف من العناكب المختلفة ،  مع الأنابيب النانوية أحادية الجدار أو الجرافين المخفف فيه. تبين أن أقصى أداء لشبكة الالياف الخاصة بهم أفضل بكثير من  الطبيعي: بفضل الأنابيب النانوية ، كان أحد الخيوط قادرًا على تحمل حمولة تصل إلى 5400 ميجا باسكال وامتصاص ما يصل إلى 1567 جول / جم من الطاقة قبل الانهيار . "يمكن استخدام إجراء التعزيز الطبيعي مع حيوانات ونباتات أخرى ،


يحاول الأستاذ الإيطالي الجمع بين النانو والتكنولوجيا الحيوية منذ عدة سنوات. حتى أنه حصل على براءة اختراع طريقة لإنتاج المطاط المسامي "المقوى" بالأنابيب النانوية ، حيث يؤدي تخمير الخميرة إلى إحداث تجاويف.
 الآن يبدو أن بوغنو مستعدة لتحويل الكائنات الحية إلى مصانع صديقة للبيئة من مواد واعدة. في الواقع ، تتفوق المركبات الحيوية مثل المواد الكيتينية لبطنيات الأقدام أو خيوط العنكبوت على العديد من النظائر الاصطناعية ، ولا يزال العلماء يحاولون إنشاء تقنيات لتركيبها وتعديلها الصناعي. تمكنوا من استخراج سبيدروين من الغدد العنكبوتية واستخدامها لتشكيل خيوط ليفية عن طريق الكهرباء الساكنة وغيرها من الطرق. ومع ذلك ، فإن كل هذه الأساليب معقدة ومختبرية ، وحتى الآن لم يكن من الممكن توسيع نطاقها إلى إنتاج مجدي اقتصاديًا.


 شكرا للاهتمام! اذا اعجبتك المقالة احرص على تقييمها ومشاركتها مع اصدقائك 📣 ولا تنسى الاشتراك في موقعنا  ✔.

المكتبة العربية الروسية  Fb

المكتبة العربية الروسية Google

ABDULLAH . A. A


@المكتبةالعربيةالروسية


ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق