منتديات ( الشاذلى ال غزلى ) ( لكل شىء نهاية الا سحر القلم باق لا ينتهى)


    خصائص مدهشة لخيوط العنكبوت

    شاطر
    avatar
    الحب فى الله
    Admin

    المساهمات : 168
    تاريخ التسجيل : 20/10/2009
    العمر : 32

    خصائص مدهشة لخيوط العنكبوت

    مُساهمة  الحب فى الله في السبت مارس 05, 2016 5:25 pm

    " />عندما تمكن جنكيز خان من فتح الجزء الاكبر من اسيا كان عليه ان يشكر أمة العناكب على انتصاراته. حسب الاسطورة كان جنوده يلبسون قمصانا منسوجة بخيوط مخلوطة بخيوط العناكب مما جعل القمصان قوية بحيث ان أسهم الأعداء كانت تنزلق وتنحرف. بالطبع قصة نسج ملابس جنود المغول من خيوط العنكبوت كانت دعاية مختلقة، ولكنها دعاية موفقة، فالحقيقة ان خيوط العنكبوت فعلا لها خصائص خيالية.

    الاغريق القدماء استخدموا خيوط العنكبوت كضماد لمعالجة الجروح لان الخصائص الطبية للخيوط سرعت تخثر الدم ومنعت الالتهابات. خلال القرن الثامن عشر وضع الفلكيون نسيج العنكبوت على عدسات التلسكوبات كنوع من مؤشر دقيق لتحديد الاتجاه وهو الحل الذي جرى اعادة استخدامه في الحرب العالمية الثانية في النواظير. في السنوات الاخيرة جرى اكتشاف الخصائص العدسية والكهربائية والهيدروليكية لخيوط العنكبوت، وتملك امكانيات مخزونة هائلة.

    ن هذه الخصائص يمكن ذكر التالي:
    1-خيوط جديدة للآلات الموسيقية. في الجامعة الطبية اليابانية جرى تربية عناكب من نوع Nephila clavipes, وانتجت خيوط جرى جمعها. بعد ذلك جرى توضيبها لتصبح اوتار موسيقية تعطي النغم من مستويات 9000و 12000و 15000 والتي تستخدم لانتاج الاصوات آ و د وج. هذه الخيوط اقوى من الفولاذ. السر وراء ذلك ان احد بروتينات المركبة الطويلة يملك بنية كريستالية صعبة الانفصال. يبقى ان الحلم ان نتمكن من انتاج مايكفي من خيوط لنسج شبكات قوية.
    2- جلد رقيق لايخترقه الرصاص. عام 2012 توصلت حسابات ثلاثة طلاب فيزياء في جامعة Leicester الانكليزية الى أن شبكة العنكبوت، إذا كانت كبيرة بما يكفي، يمكن ان تكبح وتوقف قطار يسير بسرعته القصوى دون ان تتقطع. هذا الامر جعل العلماء يطمحون لانتاج سترة خفيفة لايخترقها الرصاص. هذه السترة جرى تطويرها بالتعاون مع المصممة الهولندية Jalila Essaidi.
    3- الخيوط تصبح عضلات. عندما تتقلص خيوط العناكب في بيئة ذات هواء عالي الرطوبة يخرج عنها قوة عالية. هذا الامر برهن عليه البروفيسور تود بلاكليدج Todd Blackledge, من جامعة آكرون في اوهايو الامريكية عندما قام، عام 2009 بتعليق ورقة حشيش على خيط عنكبوتي واحد، ووجه اليهما موجات من الهواء الرطب والجاف على التوالي. في كل مرة الخيط، الذي لاتزيد سماكته عن 0,006 ميلليمتر، يتعرض لموجة الهواء الرطب ويمتص الرطوبة يقوم برفع الورقة لمسافة واحد ميلليمتر. ومن حيث ان الورقة اثقل من وزن الخيط بكثير يعادل ذلك ان الخيط قام بعمل يعادل خمسين مرة اكثر مما عضلاتنا قادرة على القيام به. واثبت العلماء ان الخيوط تزيد قدرتها على الرفع عند التعاون بينها. اذا جدلنا 90 خيط في جديلة واحدة تزيد قدرة الخيط الواحد منهم بمقدار 30% . لذلك يطمح العلماء الى استغلال هذه الظاهرة لانتاج عضلات اصطناعية.
    4-الخيوط تصبح اشعارات بيلوجية. السيليكات والمعادن الاخرى تملك خاصية تسمى piezoelectric effect. عندما تتعرض السيليكات الى قوة ميكانيكية يقوم الكريستال بأنتاج قوة كهربائية يمكن قياسها على سطح الكريستال. خيوط العنكبوت تملك هذه الخاصية اضافة الى انها قابلة للتحلل على اعتبارها بيلوجية. ولكون خيوط العنكبوت لاتسبب استفزاز لجهاز المناعة يأمل العلماء في استخدام هذه الخاصية في الاشعارات الطبية. عام 2013 قام اوليف مورفي Olive Murphy, بتصميم اشعار بيزوالكتروني وجرى تركيبه في قلب خنزير. عند كل نبضة قلب يتغير فيها ضغط الدم يرسل الاشعار اشارة كهربائية يجري استقبالها في جهاز خاص. العلماء لايعلمون اذا كان العنكبوت يستغل هذه الاشارات للتفريق بين حركة الشبكة بنتيجة وقوع طريدة فيها او بسبب حركة الرياح. effect 5-في الطريق لانتاج سوبر كمبيوتر. انتاج سوبر Microchip على قاعدة النسيج العنكبوتي سيكون الحل في كمبيوترات المستقبل. الباحثة في العلوم الفيزيائية Nolwenn Huby من معهد الفيزياء الفرنسي في الرينيس تمكنت عام 2013 ، بفضل استغلال خاصية نسيج العنكبوت على تمرير الضوء، في أنتاج خلايا فوتونية. عوضا عن ارسال المعلومات في تيارات كهربائية خلال موصلات عادية كما نفعل اليوم، تستخدم الخلايا الفوتونية الضوء بتمريره في موصلات من الفيبر، بما يؤدي الى التعجيل بتطوير كفانت كمبيوتر. التجربة برهنت على ان خيوط العناكب ايضا قادرة على توصيل الضوء بدون فقدان كثافتها وانها قادرة على تغيير الاتجاه ايضا بحيث ان جميع اقسام الميكروتشيبس تبقى قادرة على التواصل مع بعضها. والخصائص العدسية تسمح ايضا توصيل الضوء على طول الطرق المتعرجة، بحيث تجعل خيوط العنكبوت لاغنى عنها.
    عام 2012 قام الباحث Fiorenzo Omenetto , بزرع ميكروبريزما من خيوط العناكب في جسم فأر ووظيفته كانت تقوية تأثير اشعة اللازر بما يسمح بمراقبة اعماق الانسجة في داخل الجسم. في عام 2013 قام الباحث نفسه بربط بروتينات الانسجة ببغمنت حساس للضوء من غشاء العين ليحصل على مادة قادر على تقديم ردة فعل على ضوء من موجة خاصة ومثلا يقدم جرعة طبية محددة بعناية مباشرة الى الانسجة المريضة.

    " />
    المعضلة للوصول الى طريقة تمكنا من الحصول على كمية كبيرة تسمح لنا استغلال الخصائص الفذة لخيوط العنكبوت.
    احدى الحلول الممكنة هو نقل انتاج بروتين الخيوط الى حيوان اخر مثلا الماعز او الخرفان، ليصبح بامكانهم انتاج بروتين خيوط العناكب ناتجة مع حليبهم. طريقة اخرى هي زرع خاصية انتاج بروتين خيوط العناكب لدى نباتات مثل التباك او البطاطا.

    عام 2007 تمكن الباحث الصيني نينغ لي Ning Li, نقل جينات العنكبوت المسؤولة عن انتاج بروتين الخيوط الى الماعز بحيث اصبجوا ينتجون البروتين مع الحليب. غير انه كان من الصعب على الباحثين ان ينتجوا الخيوط بالخصائص المطلوبة. المشكلة في ان خيوط العنكبوت في شبكة العنكبوت تتألف من نوعين من البروتين تنتج من ستة غدد في مؤخرة العنكبوت. في البدء تكون مادة الخيوط عبارة عن سائل تخرج من مكمنها كالعصارة لتصبح جامدة فور تعرضها للهواء. يقوم العنكبوت بأخراج الخيوط بواسطة سحبها بقدمه الخلفية بسرعة سنتمتر في الثانية، ولكن ايضا يمكن سحبها بعشرة مرات اسرع إذا قام العنكبوت بتثبيت طرف الخيط في جذع غصن ثم قفز الى الاسفل معه.
    سرعة اخراج الخيوط لها أهمية كبيرة في تحديد خصائص الخيط الناتج إضافة الى عوامل الحرارة ورطوبة الجو والحموضة ومقدار بقية المكونات التي تتعرض لها الخيوط في لحظة الانتاج. هذا الامر يجعل بإمكان الغدد الستة ان تتخصص بحيث ان كل واحدة منهم تنتج نوعا معينا بخصائص تناسب مهمات معينة، مثلا خيط لتثبيت الشبكة بالاغصان وخيط لبناء اطار الشبكة. الاختلاف في خصائص انواع الخيوط كبير للغاية. مثلا الخيوط الحلزونية لداخل الشبكة تملك خصائص مطاطية اكبر بعشرة مرات من خيوط اطار الشبكة، في حين تملك فقط ربع القوة.
    ذلك يعني ان العنكبوت قادر على استغلال سرعة اخراج الخيوط لتحديد قوة الخيط وخصائصه الاخرى، يبعث هذا الامر المعضلات للعلماء عند انتاج الخيوط في المختبر.

    في ديسمبر من عام 2012 حاول الباحث Randolph Lewis at the University of Wyoming, من جامعة فويمينغ الامريكية، استخدام تكتيك الغزل المبلل ، الذي يعزل الخيوط عن التصلب بسبب التماس مع اوكسجين الهواء. غير ان قوة الخيوط المنتجة بنتيجة هذا التكنيك كانت 50 مرة اقل ومطاطيتها كانت نصف الطبيعي وليونتها خمس الطبيعي. في الواقع تمكن الباحث وفريقه من الحصول على نتائج افضل من مادة تشابه المادة الطبيعية بدرجة أقل وتحتوي فقط على واحد من البروتينين. عام 2013 توصل الى ان جزء صغير من سلسلة البروتين هي المسؤولة عن مطاطية الخيط في حين ان جزء صغير اخر هو الذي اعطاها القوة. من خلال تغيير تصميم سلسلة البروتين تمكن العلماء من التحكم بنوعية الخصيصة المطلوبة للخيط، بحيث يصبح اقوى او اكثر مطاطية.


    مصادر ومقالات مشابهة:
    Spider_Silk
    Spider silk yields nanofibres

      الوقت/التاريخ الآن هو الجمعة نوفمبر 24, 2017 8:59 pm