تحرك أيها الرجل العنكبوت! يمكن استخدام حرير العنكبوت لبناء الدروع وإصلاح الأعصاب

عندما تتخيل نوع مواد الجيل التالي التي تثير اهتمام العلماء، فمن المحتمل أن حرير العنكبوت ليس بالقرب من أعلى القائمة. ومع ذلك، فقد اتضح أن الصفات الميكانيكية غير العادية لحرير العنكبوت تتراوح ما بين أعلى مستوياتها قوة الشد والمتانة إلى مرونتها خفيفة الوزن - مما يجعلها متعددة الاستخدامات للغاية مادة.

فيما يلي بعض الأشياء المذهلة التي يستخدمها الباحثون حرير العنكبوت في الوقت الحالي. ولا، على الرغم مما قرأته الرجل العنكبوت الكتب، القبض على الأشرار الخارقين ليس واحدًا منهم!

تقديم الأدوية المنقذة للحياة

هل يمكن أن يساعد حرير العنكبوت في مكافحة السرطان يومًا ما؟ من المحتمل جدًا أن نصدق أحد المشاريع السويسرية الألمانية الأخيرة. طور الباحثون كبسولات دقيقة مصنوعة من حرير العنكبوت الاصطناعي، والتي يمكن استخدامها قريبًا لتوصيل اللقاحات مباشرة إلى الخلايا المناعية للمرضى لمحاربة الأورام السرطانية.

وقالت البروفيسورة كارول بوركين، المتخصصة في العلاجات المناعية المضادة للأورام والتي عملت في المشروع: "حرير العنكبوت خفيف ومقاوم للغاية". قال الاتجاهات الرقمية. "إنه لا يسبب أي التهاب أو رد فعل مناعي في حد ذاته. لقد وجدنا أنه من المثير للدهشة أن الجسيمات الدقيقة يمكنها تحمل درجات حرارة عالية تزيد عن 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) لعدة ساعات. وهذا يشير إلى أنها قد تحمي اللقاحات في البلدان النامية حيث يمثل التبريد في كثير من الأحيان مشكلة بالنسبة للقاحات التقليدية.

إنشاء معينات سمعية أفضل

يستخدم باحثون من جامعة بينجهامتون في نيويورك حرير العنكبوت لتحسين جودة ميكروفونات أدوات السمع. والفكرة هي أن حرير العنكبوت فائق الحساسية يمكنه التقاط سرعة الهواء بدلاً من ضغطه فقط، وذلك بسبب رقته الشديدة. وذلك من خلال طلاء حرير العنكبوت بالذهب، ووضعه في مجال مغناطيسي للحصول على إلكترون إشارة، تمكن الباحثون من إنشاء ميكروفون قادر على العمل على نطاق مثير للإعجاب الترددات.

"إن الميكروفونات الاتجاهية المصغرة اليوم تبدو سيئة لأن استجابتها تختلف بشدة مع التردد"، كما يقول رونالد مايلز، الأستاذ في قسم الهندسة الميكانيكية في بينجهامبتون، قال الاتجاهات الرقمية. "إنهم يميلون إلى فقدان الأصوات ذات التردد المنخفض ويستجيبون في الغالب للأصوات عالية التردد للغاية. ستمكن تقنيتنا من إنشاء ميكروفونات اتجاهية ذات جودة صوتية. لقد أظهرنا أن استجابة التردد الخاصة بهم تكون مسطحة من 1 هرتز إلى 50 كيلو هرتز. وهذا لم يكن ممكنا حتى الآن."

المساعدة في إصلاح الأعصاب التالفة

بالإضافة إلى أدوات مساعدة السمع الأفضل، فإن لحرير العنكبوت تطبيقات محتملة أخرى للأشخاص ذوي الإعاقة. وفي النمسا، يدرس الباحثون استخدام حرير العنكبوت فائق القوة لعنكبوت النساج الذهبي من تنزانيا للمساعدة في شفاء إصابات الأعصاب الشديدة. تتضمن تقنية الجراحة المجهرية ملء الأوردة بحرير العنكبوت للمساعدة في توجيه الأعصاب أثناء إصلاحها.

وقالت كريستين رادتكي، أستاذة الجراحة التجميلية والترميمية في مستشفى ميديوني فيينا/فيينا العام: "لسوء الحظ، فإن معظم المواد لها تأثير تثبيط نمو الأعصاب". قال الاتجاهات الرقمية. أما حرير العنكبوت فهو مادة تحبها الأعصاب. سوف يعلقون عليه، ثم يتبعون الألياف مباشرة. إنها مثل تعريشة الورد."

صنع درع للجسم يمتص الصدمات

قام باحثون من جامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة بتصميم حرير عنكبوت صناعي يمكن استخدامه في صنعه إنشاء دروع خفيفة الوزن للغاية ولكنها قوية بشكل لا يصدق. وقد أظهرت الاختبارات أن موادها قادرة على تبديد ما يقرب من 70% من الطاقة في حالة الاصطدام.

هذه خاصية تحتاج العناكب الحقيقية إلى امتلاكها في حريرها لامتصاص تأثير الحشرات التي تضرب شباكها. تشمل التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا كل شيء بدءًا من الخوذات الممتصة للصدمات لراكبي الدراجات ولاعبي كرة القدم والمتزلجين إلى السترات المدرعة المحتملة للاستخدام من قبل الشرطة أو الجنود.

خلق الجلد وهمية

في القصص المصورة، يتعامل Spider-Man أحيانًا مع أذرع مكسورة أو مصابة عن طريق صنع مقلاع لنفسه من شبكة العنكبوت. وقد اتخذ باحثون من السويد والهند مؤخرًا هذه الفكرة خطوة أخرى إلى الأمام باستخدام حرير العنكبوت لتطويرها ضمادات الجروح وحتى الجلد الاصطناعي للمساعدة في التئام الجروح.

ويمكن استخدام الضمادات لعلاج الجروح المزمنة مثل تقرحات القدم السكرية، في حين يمكن استخدام الجلد الاصطناعي لترقيع الجلد في حالة الحروق الحرجة من الدرجة الثالثة. ويمكن استخدامه أيضًا كبديل للجلد لفحص جزيئات دوائية معينة لصناعة مستحضرات التجميل. سيكون العالم الشهير بيتر باركر فخوراً!

إنتاج حرير عنكبوت أقوى

هل تعرف ما هي المادة الأكثر تنوعًا من حرير العنكبوت؟ هذا صحيح: الجرافين، ال مادة عجيبة ثنائية الأبعاد تتكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في ترتيب سداسي. في حين أن حرير العنكبوت قوي بشكل مثير للإعجاب، فإن الجرافين في فئة أخرى تمامًا، حيث يوصف بأنه أقوى مادة معروفة في الوجود، حيث تبلغ قوة الفولاذ 200 مرة.

في إطار جهودهم لصنع نسخة جديدة فائقة الشحن من حرير العنكبوت العادي، باحثون في جامعة ترينتو بإيطاليا تغذية العناكب بنظام غذائي يتكون جزئيًا من الجرافين - ثم شاهدت ما حدث. وانتهى الأمر بأن يكون الحرير المصنوع من مواد متناهية الصغر أقوى بثلاثة أضعاف و10 أضعاف صلابة العناكب الحريرية التي تنتجها العناكب الحريرية في البرية.

لم يتم عرض أي تطبيقات حتى الآن، ولكن من السهل تخيل كيف يمكن نشر ذلك جنبًا إلى جنب مع بعض حالات الاستخدام الأخرى في هذه القائمة.

صناعة ملابس المستقبل

مع مزيج حرير العنكبوت من التمدد والتمدد والاستدامة، فلا عجب أن يكون الطلب عليه من قبل مصممي الملابس. على الرغم من أنه لا يزال غير شائع إلى حد ما، فقد جذب حرير العنكبوت بالفعل انتباه بعض الأسماء الكبيرة في الصناعة.

لقد كتبنا سابقًا عن مادة قابلة للتحلل بيولوجيًا بالكامل حذاء من حرير العنكبوت تم تطويره بواسطة أديداس، وكذلك أ سترة "Moon Parka" النموذجية من North Face هذا مصنوع من نفس المادة تقريبًا. كم من الوقت قبل أن يبدأ حرير العنكبوت في الظهور في مكان آخر في الشارع الرئيسي؟

مساعدة رواد الفضاء على التحرك في الجاذبية الصغرى

هذا هو في الواقع إشارة فخرية، لأنه لا يتضمن حرير العنكبوت الحقيقي - ولكنه مستوحى من الطريقة التي تقوم بها العناكب بغزل الحرير للتحرك. ابتكر باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، ما يسمى بجهاز أوربت ويفر، وهو عبارة عن جهاز تم تصميم مطلق النار على شبكة الإنترنت بأسلوب Spider-Man للسماح لرواد الفضاء بسحب أنفسهم بسهولة أكبر من موقع إلى آخر في الصفر أو ظروف الجاذبية الصغرى.

يقول شين ليو، أمين الفنون في مبادرة استكشاف الفضاء في مختبر الوسائط بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "يطلق الجهاز خيطًا بطرف مغناطيسي". قال الاتجاهات الرقمية. "بمجرد أن يتلامس الطرف مع لوحة فولاذية، فإنه يؤمن التثبيت بسبب القوى المغناطيسية. ثم يقوم الجهاز بإرجاعه إلى الخلف، مثل غنيمة الصيد ولكن بشكل معكوس، ويسحب مرتديه. ولأنك عديم الوزن من الناحية الفنية، فإن الأمر لا يحتاج إلى الكثير من عزم الدوران لسحب شخص باستخدام مثل هذا الجهاز الصغير.

توصيات المحررين

• يمكن أن يساعد حرير العنكبوت الاصطناعي في حل مشاكل التلوث البلاستيكي في العالم
• القدرة على الالتواء مثل السحر قد تجعل من حرير العنكبوت عضلة آلية في المستقبل

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.