fbpx

مجلة نقطة العلمية

نقطة من بحر العلم

نسيج عضلي صناعي
إختراعات العلم و الهندسة

علماء استراليون يبتكرون نسيج عضلي صناعي قادرٌ على تجديد نفسه

يبدو أن حلم الحصول على نسيج عضلي صناعي قادرة على تجديد نفسها قد أصبح أقرب إلى الواقع أكثر من أي وقت مضى، فبحسب ما اطلعنا عليه  في تقريرمثير على موقع ساينس أليرت ،فإنه قد  أصبح في متناول أيدي العلماء الآن هلام مائي (هيدروجيل)  يشبه في متانته الجلد و والأربطة بل وحتى العظام الطبيعية، وذلك حسب ما يدعيه مجموعة من العلماء الأستراليين، من خلال بحث نشرته مجلة المواد المتقدمة advanced materials .

نحو جيل جديد من الروبوتات

يقول الكيميائي لوقا كونال من الجامعة الوطنية الاسترالية “لقد تمكنا بفعل تقنيات الهندسية الكيميائية  من العمل علي مادة الهيدروجيل، واكسابها القدرة علي  إصلاح نفسها، عند تعرضها للكسر  تماما كما يفعل  الجلد البشري “.

ويضيف لوقا “مادة الهلام المائي (الهيدروجيل) عادة ما تكون ضعيفة ، ولكن نجحنا في تخليق مادة جديدة  تمتلك قدرا من القوة  تمكنها من رفع الأشياء الثقيلة جدا بسهولة كما يمكنها  تغيير شكلها، تماما كالعضلات البشرية.”

وجود مادة هلامية بتلك  الخصائص الرائعة ، يعتبر بمثابة حجر الأساس  لتطوير الجيل القادم من الروبوتات الناعمة والأجهزة الطبية الحيوية، فلطالما شكلت عملية تخليق  هيدروجيل متغيرة الشكل، ذو  وظائف متعددة تحديا مستمرا للعلماء ،في ظل إلهام الطبيعة لهم  بأمثلة متنوعة من تلك المواد المنتشرة داخل أجسام العديد من الكائنات مثل قنديل البحر ، والخيار البحري ، ونبات فينوس صائد الذباب.

إنجاز هو الأول من نوعه.

في حين أن تتميز بعض أنواع الهلام المائي(الهيدروجيل) بصمودها  امام الإجهاد الميكانيكي، نجد البعض الآخر منها يبدي قدرات كبيرة علي  الشفاء الذاتي ،في حين تنفرد قلة منها بقدرتها على تذكر الأشكال أو تغيير ألوان.

وبقدر ما يعرف الباحثون في الجامعة الاسترالية الوطنية ،لم يتمكن أحد قبلهم من من دمج كل هذه الخصائص في نوع واحد من الهلام ، أو على الأقل، ليس بالسرعة والكفاءة التي تمتلكها المادة التي اعلنوا عن نجاحهم في الحصول عليها مؤخرا، والتي نجحت بحسب تأكيدهم في تجاوز العديد من الفحوص والإختبارات. وبحسب تصريحات أعضاء الفريق فإن انجازهم “يبرهن استخدام هذا النوع من هيدروجيل متعددة الوظائف من جديد علي قدرة تلك المواد على محاكاة الأنسجة الطبيعية من حيث القدرة  على رفع  الأثقال وخفضها مرارا وتكرارا بفعل  التحفيز الحراري ” حيث  صنع  الباحثون شريحة متصلة رقيقة للغاية من الأنسجة تغير شكلها بالتسخين والتبريد ، وتنحني بطرق مختلفة مع قدرتها على العودة إلى حالتها الأصلية حسب  درجة الحرارة.

وبعكس العديد من مثيلاتها السابقة ، والتي كانت تستغرق فترة تتجاوز العشرة دقائق أو أكثر لتغيير شكلها ، يقول المؤلفون ان المادة الهلامية  الجديدة لا تحتاج سوى عشرة ثوان فقط لتنحني، وذلك بفضل احتوائها علي روابط الهيدروجينية ديناميكية، جنبا إلي جنب مع  ومركبات الإيمين الديناميكية   ( مجموعات وظيفية  تحتوي روابط مضاعفة بين ذرات الكربون والنيتروجين) حيث يعمل ذلك المزيج من الروابط الكيميائية علي منح الهلام الجديد  “خصائص غير مسبوقة”.

ففي حين تتميز  روابط الهيدروجين الديناميكية باستجابتها العالية للمؤثرات، مما يجعلها مثالية للتكيف مع البيئة والإصلاح الذاتي ، في حين يؤمن رد الفعل السريع  لمركبات الإايمين  قدرة الشفاء الذاتي السريع.

طموح لا ينتهي.

ورغم اعتماد  الباحثين حتى الآن  على درجة الحرارة في التحكم في النسيج الصناعي الجديد ،إلا أن الأمل  يراودهم في الوصول بنسيجهم  الصناعي الفريد إلي الحد الذي يمكنه من العمل كعضلة الاصطناعية، بحسب ما صرح به  خبير الهندسة الكيميائية   تشن جيانغ

“في الكثير من أفلام الخيال العلمي ، نجد ان الوظائف الأكثر خطورة تقوم بها روبوتات شبه بشرية. وقد حققت أبحاثنا خطوة هامة نحو جعل هذا ممكنا،و نتوقع ان يتحمس الباحثين العاملين  على الجيل القادم من الروبوتات الناعمة لطريقتنا الجديدة لصنع الهلام المائي،  لاسيما وأنه يحدونا الأمل  تحويل الهيدروجيل الذي حصلنا عليه  إلى حبر قابل للطباعة ثلاثية الأبعاد، مما يعد بمستقيل واعد من التطبيقات في مجال الطب والصناعة”

اليابان تسعى لاستعادة الريادة في مجال الروبوتات

Avatar
زكريا أحمد عبد المطلب معلم علوم كاتب ومترجم علمي عبر العديد من مواقع التواصل الإجتماعي.