سایت نجوم ایران ( مرکز اطلاع رسانی اخبار رسمی نجومی، ستاره شناسی، هوافضا، آسمان شب و اخترفیزیک ایران و جهان) ؛

آرواره و انبرک یک نوع کرم حفار دریائی با نام علمی Nereis virens الهام بخش نوع جدیدی از مواد بسیار محکم و سبک شده است.

تصویر خیره کننده ای که مشاهده می کنید مسلما برنده جایزه زیبائی نخواهد شد. اما ممکن است بخشهای دهانی بسیار محکم این کرم بتوانند کلید ساخت و توسعه نوع جدیدی از مواد برای فضاپیماها و هواپیماها باشند.

این کرم که کرم ماسه نامیده می شود با استفاده از آرواره ها و اندام انبر مانند خود در رسوبات آبهای کم عمق آتلانتیک شمالی حفاری می کند. 

آروارهای این کرم از نود درصد پروتئین تشکیل شده اند که برای نفوذ به درون رسوبات و خم شدگی مقاومتر از انگشتان انسانها نیستند. اما این پروتئین با فلز مسلح و محکم شده که بدین ترتیب ماده ای ایجاد می کند که سه برابر محکم تر و سخت تر از پلیمرهای ساخت بشر است.

 کریس برومل که زیست شناس مولکولی از دانشگاه سانتا باربارا کالیفرنیا است زمانیکه دانشجوی دوره دکترا بود ماهیت انبرکهای این کرم را کشف کرد.

وی و همکارانش دریافتند که آرواره این کرم دارای مقدار بسیار بالائی از یک نوع آمینو اسید بنام هیستیدین است. این ماده با مقدار کمی روی در آن می تواند مانند یک چسب عمل کند و مولکولهای هیستیدین پروتئینهای مجاور را به هم محکم کند. این اتصالات بین پروتئینی یک شبکه مشبک را ایجاد می کنند که باعث استحکام آرواره کرم می شود. برومل عنوان می کند که مواد ساخت انسان را می توان با الهام گیری از فرایند موجود در آرواره این کرم تقویت و محکم کرد.

تغییر در مقدار فلز باعث تغییر استحکام ماده می شود. برومل می گوید" با تعدیل ، کم کردن و یا افزایش مقدار فلز می توان خواص ماده را تغییر داد. بدین معنی که ما می توانیم خواص ماده را بر اساس روشهای ارزان و ساده تنظیم کنیم بدون آنکه مشتقات سمی زیادی ایجاد شوند."

از نظر تئوریک ، می توان معماری مواد آرواره را تقلید کرد. بدین صورت که پلیمرها را با مولکولهای ارگانیک که می توانند به یونهای فلزی متصل شوند بارگذاری کرد. به این ترتیب پلیمرهائی با خواص مشابه بسیار محکم تولید می شوند.

 آنتونی واز از دانشگاه میشیگان که بر روی تقویت پلیمرها با استفاده از نانو ذرات فعالیت می کند می گوید تقلید از معماری آرواره کرم روشی جدید برای استحکام بخشیدن به مواد است. اما وی می گوید هنوز زود است که در مورد کاربردهای آن صحبت کرد زیرا هنوز در مورد خواص مواد آرواره این کرم اطلاعات کافی در دسترس نیست.

تا کنون ، برومل و همکارانش فقط توانسته اند استحکام آرواره کرم را با استفاده از مقاومت آن در مقابل فشار اندازه گیری کنند. آنها هنوز نمی دانند که چه مقدار فشار می باید بر روی دندانها وارد شود تا شکسته شوند و یا بعد از چه مقدار فشار از حالت طبیعی خارج می شوند.

 مشکل اینجاست که آروارهای نیش مانند فقط چند میلیمتر طول دارند و حالت هندسی آنها اجازه این اندازه گیری ها را نمی دهد. برومل می گوید " ما علاقه داریم که این اطلاعات را بدست بیاوریم اما فعلا به آن دسترسی نداریم."

این گروه امیدوار است تا با ساخت نمونه مصنوعی دندانها خواص دیگر آرواره ها را مورد آزمایش قرار دهند تا کاربردهای بالقوه آنها را مشخص کنند. برومل می گوید این ماده ممکن است برخی خواص خود ترمیمی داشته باشد. وی می گوید هر چند این رفتار بطور مستقیم مشاهده نشده است اما اتصالات مشبک آرواره کرم مشابه مواد بیولوژیکی است که بعد از ترک خوردن دوباره ترمیم می شوند.

  منبع : discovery news

  نويسنده  : فرشيد كريمي