مادة لديها القدرة على الشفاء الذاتي والمط يمكن تحفيزها كهربائيًا
كتبت: يارا كمال
طوّر العلماء مادة شفافة لديها قدرة على الشفاء أو الإصلاح الذاتي وعلى المط بدرجة عالية، يمكن استخدامها في العضلات الاصطناعية.
إن المنتج النهائي عبارة عن مادة لينة وشبيهة بالمطاط يمكن إنتاجها بسهولة بتكلفة منخفضة. يمكن لهذه المادة أن تُمَط إلى 50 ضعف طولها الأصلي، ويمكنها أن تصلح نفسها من قطع باستخدام مقص في مدة 24 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
تلك المادة أيضًا موصل أيوني، أي قادرة على توصيل الكهرباء من خلال تدفق الأيونات، وتلك هي المرة الأولى التي يجمع فيها العلماء بين خصائص الشفاء الذاتي وموصل أيوني.
قال فريق من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد وجامعة كولورادو إن هذه المادة قد تُستخدم في النهاية في الروبوتات والأجهزة الإلكترونية والبطاريات وأجهزة الاستشعار البيولوجي.
قال «تشاو وانج»، باحث في جامعة كاليفورنيا بريفرسايد، إن صنع مادة بها كل هذه الخصائص ظل لغزًا لسنوات، وإنهم نجحوا في ذلك، والآن يبدأون في اكتشاف تطبيقاتها.
وأضاف وانج أن حبه لـ«وولفرين»–وهو بطل خارق خيالي من قصص مارفل المصورة، وهو يتمتع بقدرة هائلة على الشفاء الذاتي ولديه ثلاث مخالب معدنية في كل يد- ألهمه الاهتمام بالمواد ذات الإصلاح الذاتي، والتي تحاكي المواد التي نراها في الطبيعة، مما قد يساعد في مد عمر المواد والأجهزة التي صنعها الإنسان وخفض تكلفتها.
وبالرغم من أن تطوير الموصلات الأيونية الشفافة والقابلة للمط تم من قبل، فإن لإضافة خصائص الشفاء الذاتي إليها ثبتت صعوبتها، فلكي تجعل مادة قادرة على الشفاء الذاتي، فهناك حاجة دومًا لروابط غير تساهمية بين الجزيئات منفردةً، وبالتالي لا يمكنها مشاركة الإلكترونات.
تتحلل تلك الروابط بمرور الكهرباء خلالها، وتلك مشكلة بالنسبة لمادة قادرة على الشفاء الذاتي.
استخدم وانج التفاعلات الأيونية ثنائية القطب للإمساك بالجزيئات معًا، مما يوحّد الأيونات المشحونة مع الجزيئات القطبية، والتي تكون ذات شحنة موجبة من نهاية، وشحنة سالبة من الناحية الأخرى.
يخلق انعدام التوازن الكهربائي الصغير في نوعي الجزيئات انجذاب إلكتروستاتيكي بينهما.
وبالتالي عن طريق مزج ملح ذي قوة أيونية عالية ببوليمر قطبي قابل للمط، أصبح وانج وزملاؤه قادرين على إنتاج مادة بالخصائص التي يحتاجونها.
استخدام الباحثون طبقتين من المادة الجديدة، بغشاء شفاف بينهما، لخلق نموذج مبدئي اصطناعي، يمكنه الحركة استجابةً للإشارات الكهربائية بنفس الطريقة التي تتحرك بها العضلة البشرية استجابةً لإشارة من المخ.
مازال هذا الابتكار في بدايته، ولكن هذا الاتحاد الفريد من الخصائص قد يصنع جيل قادم من الأجهزة الإلكترونية الأكثر مرونة.
المصادر: sciencedaily sciencealert
