ملابس تنمو في المختبرات... تحوك خيوطها الروبوتات

تطوير حمض نووي مماثل لألياف النباتات ووبر الحيوانات

ملابس تنمو في المختبرات... تحوك خيوطها الروبوتات
TT

ملابس تنمو في المختبرات... تحوك خيوطها الروبوتات

ملابس تنمو في المختبرات... تحوك خيوطها الروبوتات

على مدار مليارات السنين، أمدنا التطور بمواد رائعة لصنع الملابس: الكشمير الناعم، والصوف المنظم لدرجة الحرارة، والحرير الفاخر، والقطن المتين.

مواد خام تهدّد البيئة

ومع ذلك، نشهد في عصرنا الحالي ارتفاعاً مهولاً في عدد سكان الأرض، لذا فإن جهود إنتاج ما يكفي من هذه المواد الخام لتلبية حاجتنا الشرهة إلى اقتناء الملابس، تؤثر بالسلب في البيئة. وتتسبّب تربية الأغنام وحصاد القطن في تدهور التربة؛ ناهيك بأن شحن المواد حول العالم يُطلق انبعاثات كربونية في الغلاف الجوي.

«زراعة» ألياف الملابس مختبرياً

ترى شركة «فوليباك» (Volleback) الناشئة، ومقرها لندن، المتخصصة في صناعة الملابس المستقبلية، أن هناك طريقة أفضل لصنع هذه المواد؛ عن طريق زراعتها في أطباق مختبرية. واعتماداً على الهندسة الجزيئية، طوّرت الشركة مادة جديدة تماماً تحاكي الحمض النووي للألياف التي تأتي من النباتات والحيوانات. ويتميّز النسيج الناتج الذي يجري إنشاؤه بواسطة آلة حياكة ثلاثية الأبعاد، بملمس يشبه مزيجاً من الكشمير والصوف والحرير.

وحديثاً، أطلقت «فوليباك» مجموعتها الأولى التي تتميّز بهذه الألياف المزروعة داخل المختبر، وتشمل سترة وقبعة ووشاحاً، بسعر يتراوح بين 245 و595 دولاراً.

جدير بالذكر أن «فوليباك» تأسّست قبل ثماني سنوات على يد التوأمين نيك وستيف تيدبول، اللذين حصلا على شهادة جامعية في الهندسة المعمارية وتاريخ الفن، وبعد ذلك، أطلقا هذه الشركة الناشئة بغرض الجمع بين حبهما للتصميم واهتمامهما بالعلوم والتكنولوجيا.

والآن، يخوضان مهمة لتصميم ملابس المستقبل.

ملابس متينة ومضادة للفيروسات

وبالفعل، ابتكر الشقيقان ملابس مدمجة بالنحاس لقتل الفيروسات. كما ابتكرا سترة تتميّز بغلاف خارجي مصنوع من المظلات التي حملت آخر مركبة «روفر» على المريخ، في حين يتميّز الجزء الداخلي منها بدرع حرارية من الهلام الهوائي، مصممة للعصر الذي سيصبح فيه السفر عبر الفضاء جزءاً من حياة الناس اليومية.

وفي هذا الصدد، أوضح نيك قائلاً: «لسنا مهتمين باستكشاف الأفكار الموجودة بالفعل بصناعة الموضة، وإنما نشعر أنه يمكننا ترك بصمة صغيرة على العالم، من خلال مساعدة الصناعة على استكشاف ما سنرتديه في العقد أو القرن المقبل».

تقاطع علم الأحياء مع تصميم الملابس

وأكد نيك أنه تعرّف للمرة الأولى على مفهوم المواد المزروعة في المختبر، منذ خمس سنوات. حدث ذلك عندما طالع عمل نيري أوكسمان، الأستاذ السابق في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الذي استكشف عمله التقاطع بين علم الأحياء ومجال تصميم الملابس. وبعد ذلك، سمع عن مختبر ياباني يسمى «سبايبر»، يزرع المواد الحيوية عن طريق تغيير الحمض النووي للكائنات الحية الدقيقة. وعام 2015 تمكّن «سبايبر» من إنتاج نوع جديد تماماً من البروتين. أما المنتج الأول للمختبر فكان عبارة عن مادة تعتمد على الحمض النووي لحرير العنكبوت، لكنها شكلت نوعاً جديداً تماماً من النسيج، أطلقوا عليها اسم «البروتين المخمر».

مزيج من الكشمير والصوف والحرير

قبل عام، قررت شركة «فوليباك» أن تتعاون مع معمل «سبايبر»، لإنشاء مادة جديدة يمكن استخدامها في الملابس المنسوجة. وباستخدام تقنية بروتين التخمير من «سبايبر»، أصبح من الممكن الجمع بين هياكل جزيئية مختلفة لإنشاء أنماط من النسيج جديدة تماماً، ومع ذلك فإنها تحاكي جوانب من أنماط أخرى موجودة بالفعل. وقد تعاون الجانبان لإنشاء مادة عبارة عن مزيج من الكشمير والصوف والحرير؛ ثلاثة من أنعم أنواع النسيج الطبيعية.

ويمكن تصنيع النسيج عبر عملية تخمير صناعية، تماماً كما يحدث عند تخمير النبيذ أو الخبز. وشعر نيك، الذي زار قريباً مطعم «نوما» الدنماركي، الذي يستخدم الكثير من التخمير في الطهي، بالانبهار بهذه العملية. وقال: «إنها العملية نفسها بشكل أساسي».

وبمجرد برمجة الميكروبات باستخدام الحمض النووي للبروتين، يجري وضعها في خزان فولاذي عملاق يحتوي على سكريات، حيث تبدأ في التكاثر بسرعة، وتتحول إلى بوليمر البروتين.

ألياف مختبرية يحوكها الروبوت

في النهاية، يجري تجفيف بوليمر البروتين ليتحول إلى مسحوق، ثم إذابته في مذيب وطرده عبر فوهات إلى الماء، ليخلف وراءه أليافاً بروتينية فائقة الدقة يمكن غزلها وحياكتها ونسجها في الأقمشة. وفي هذا الإطار، دخلت «فوليباك» في شراكة مع شركة تستخدم روبوتات ثلاثية الأبعاد الآلية لحياكة المنتجات.

من جهته، يهتم فريق العمل في «فوليباك» بمدة استدامة هذه المنسوجات، مقارنة بتلك التي تتعيّن زراعتها في الطبيعة. يُذكر أن صناعة الملابس والأزياء واحدة من أكثر الصناعات تلويثاً على مستوى العالم، فهي مسؤولة عما يصل إلى 8.6 في المائة من الانبعاثات المسببة للتغيرات المناخية عالمياً، و20 في المائة من تلوث المياه، وفقدان الموائل الطبيعية، والتلوث الناجم عن المواد البلاستيكية الدقيقة، وأكثر من ذلك بكثير. ومع ذلك، فإن عملية تصنيع البروتين المخمر التي تجري في بيئة مختبرية خاضعة للرقابة؛ تُسهم في تراجع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة 79 في المائة، وانخفاض بنسبة 97 في المائة في استخدام الأراضي واستهلاك المياه.

تكلفة عالية وطلبات متزايدة

من ناحية أخرى، فإن أسعار المنتجات في المجموعة الجديدة ليست بالزهيدة، خصوصاً أن إنتاج أنواع النسيج الجديدة مكلف، لما يستلزمه من جهود كبيرة بمجالي البحث والتطوير، علاوة على أن التصنيع يجري على دفعات صغيرة.

ومع ذلك، تحظى شركة «فوليباك» بقاعدة عملاء متنامية منتشرة في مدن حول العالم، وتأتي 60 في المائة من الطلبات من الولايات المتحدة. وهؤلاء الأشخاص ملتزمون بمهمة «فوليباك»، ويرون أنفسهم من أوائل من تبنّوا المسيرة الجديدة. وعن ذلك، قال نيك: «يحب عملاؤنا التكنولوجيا، ويرغبون في الحصول على ملابس تتماشى مع قيمهم»

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا».

حقائق

8.6 %

من الانبعاثات المسببة للتغيرات المناخية عالمياً تأتي من قطاع صناعة الأزياء

حقائق

20 %

من تلوّث المياه في العالم تأتي من صناعة الأزياء


مقالات ذات صلة

سماعة طبية جديدة قد تحدث ثورة في علاج أمراض القلب

يوميات الشرق تشهد التقنيات الطبية القابلة للارتداء تطوراً كبيراً (جامعة جنوب أستراليا)

سماعة طبية جديدة قد تحدث ثورة في علاج أمراض القلب

كشف باحثون من جامعة «سيتي هونغ كونغ» في الصين، عن سماعة طبية تعد الأحدث ضمن «أجهزة استشعار صوت القلب القابلة للارتداء».

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
تكنولوجيا ساعة «أبل» «أبل سيريس 10» الخفيفة

أفضل المختارات من هدايا الأجهزة التكنولوجية

إن وظيفتنا في موقع «سي نت» الإلكتروني هي التدقيق في كل تلك الأجهزة الإلكترونية الجديدة... وهو أمر مرح ولطيف، لكنه يضعنا في الوقت ذاته في موضع مسؤولية حقيقية،…

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
تكنولوجيا جرس «رينغ بالكاميرا والبطارية» الذكي

طوّر منزلك الذكي بأجهزة مبتكرة في المنطقة العربية

«الشرق الأوسط» تختبر جهازين جديدين

خلدون غسان سعيد (جدة)
تكنولوجيا تعمل استراتيجيات مثل الأمن متعدد الطبقات واستخبارات التهديدات المتقدمة على تعزيز دفاعات الشركات السعودية (شاترستوك)

السعودية تسجل 44 % انخفاضاً في الهجمات الإلكترونية حتى نوفمبر مقارنة بـ2023

تواجه السعودية التحديات السيبرانية باستراتيجيات متقدمة مع معالجة حماية البيانات وأمن السحابة وفجوات مواهب الأمن السيبراني.

نسيم رمضان (لندن)
خاص تتضمن الاتجاهات الرئيسة لعام 2025 الاستعداد الكمومي وممارسات الأمن السيبراني الخضراء والامتثال (شاترستوك)

خاص كيف يعيد الذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية تشكيل الأمن السيبراني في 2025؟

«بالو ألتو نتوركس» تشرح لـ«الشرق الأوسط» تأثير المنصات الموحدة والذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية على مستقبل الأمن السيبراني.

نسيم رمضان (لندن)

هل مساحيق البروتينات عملية احتيال؟

هل مساحيق البروتينات عملية احتيال؟
TT

هل مساحيق البروتينات عملية احتيال؟

هل مساحيق البروتينات عملية احتيال؟

يُروّج المؤثرون على «تيك توك»، لمساحيق البروتينات بوصفها مفتاحاً لبناء العضلات وتغذية أجسامهم؛ كل ذلك بوضع ملعقة سريعة تضاف إلى القهوة أو العصير.

لا شك في أن البروتين ضروري لبناء العضلات، وتقوية العظام، والحفاظ على جهاز المناعة والهضم ومستويات الهرمونات، لكن معظم مساحيق البروتينات تُعدُّ مكملات غذائية، ما يُثير السؤال: هل أنت تحتاج حقّاً إلى مكمل للحصول على ما يكفي من البروتين؟ وإذا كان الأمر كذلك، فما النوع الأفضل؟

لقد طلبنا من الخبراء النصيحة.

هل مساحيق البروتين ضرورية؟

قالت كولين تيوكسبري، الأستاذة المساعدة في علوم التغذية بجامعة بنسلفانيا، إن «الغالبية العظمى» من الناس في الولايات المتحدة يحصلون بالفعل على ما يكفي من البروتين من الأطعمة التي يتناولونها، ولا يحتاجون إلى تناوله في شكل مكملات.

إرشادات أميركية

توصي الإرشادات الفيدرالية بأن يستهلك البالغون الذين تبلغ أعمارهم 19 عاماً أو أكثر، 0.36 غرام من البروتين لكل رطل (الرطل 453 غراماً تقريباً) من وزن الجسم يومياً. وهذا يُعادل 54 غراماً للبالغين الذين يزنون 150 رطلاً (68 كيلوغراماً)، أو 72 غراماً لشخص يزن 200 رطل (91 كيلوغراماً). ومع ذلك، تشير الأبحاث إلى أن كبار السن قد يستفيدون من إضافة نحو 50 في المائة من البروتينات، وقد ترغب الحوامل أو المرضعات أو الذين يمارسون تدريبات القوة أو التحمل بانتظام، في مضاعفة الكمية الموصى بها أو أكثر.

الأطعمة أفضل من المساحيق

وقال الخبراء إن الأطعمة الكاملة -مثل الدجاج والأسماك واللحوم الخالية من الدهون والزبادي والجبن القريش والبيض والمكسرات والفاصوليا والعدس- هي أفضل مصادر البروتين. ويشير واين كامبل، أستاذ علوم التغذية بجامعة بيردو، إلى أنها توفر مجموعة متنوعة من العناصر الغذائية القيمة الأخرى، مثل الفيتامينات والمعادن والألياف والدهون الصحية والمركبات النباتية. ويضيف أنه إذا كنت «تتناول مكملات غذائية» بدلاً من تناول الطعام الحقيقي، «فإنك تحصل على البروتينات، لكنك تفقد كثيراً من العناصر المغذية الأخرى».

مقارنات «بروتينية»

تحتوي معظم مساحيق البروتين على نحو 20 غراماً من البروتين لكل وجبة، وهذا يعادل تقريباً الكمية الموجودة في نصف كوب من صدور الدجاج المقطعة إلى مكعبات؛ وكوبين من الأرز البني والفاصوليا؛ وثلاثة أرباع كوب من الزبادي اليوناني الخالي من الدسم مع أونصة واحدة (28 غراماً تقريباً) من الجوز؛ و3 ملاعق كبيرة من زبدة الفول السوداني على شريحتين متوسطتين من خبز القمح الكامل.

وقالت كولين تيوكسبري، إنه بمجرد تلبية احتياجات جسمك من البروتين، فإن المزيد ليس بالضرورة أفضل، لأنك لا تستطيع تخزين البروتين الزائد، وبدلاً من ذلك، سيقوم الكبد بتكسيره لاستخدامه سعرات حرارية أو تخزينه على شكل دهون.

وأضافت، أنه نظراً لأن الكلى يجب أن تتخلص من النفايات الناتجة عن هذه العملية، فينبغي للأشخاص المصابين بأمراض الكلى عدم تناول كثير من البروتين.

مَن قد يستفيد من مسحوق البروتين؟

قالت كولين تيوكسبري إن مسحوق البروتين يمكن أن يكون مفيداً لبعض الأشخاص.

- مرضى السرطان. وتشمل هذه الفئة أولئك الذين يحتاجون إلى الحصول على ما يكفي من البروتين بكميات أقل من الطعام -مثل مرضى السرطان الذين يعانون من شهية محدودة، أو أولئك الذين يتعافون من جراحات الجهاز الهضمي الكبرى، والذين لا يستطيعون تناول سوى السوائل أو أجزاء صغيرة من الطعام.

- كبار السن. وبالمثل، قد يجد كبار السن الذين يحتاجون إلى سعرات حرارية أقل -غالباً ما تكون لديهم شهية منخفضة- أن تحريك مسحوق البروتين في دقيق الشوفان أو الزبادي يمكن أن يساعدهم في الحصول على ما يكفي، كما قالت نانسي رودريغيز، أستاذة فخرية في علوم التغذية بجامعة كونيتيكت.

ولا يستوفي نحو نصف النساء وثلث الرجال الذين تبلغ أعمارهم 71 عاماً أو أكثر في الولايات المتحدة التوصيات الفيدرالية للبروتين. وقد يزيد ذلك من خطر فقدان العضلات، ما قد يؤدي إلى السقوط وكسور العظام والاستشفاء.

- الرياضيون. إذا كنت تحاول بناء حجم العضلات والقوة، فتشير الأبحاث إلى أن استخدام مسحوق البروتين يمكن أن يساعدك في تحقيق أهدافك، كما قالت نانسي رودريغيز. وأضافت أن تناول البروتين من الأطعمة العادية يمكن أن يعمل بالقدر نفسه من الجودة، لكن الرياضيين المشغولين غالباً ما يختارون استخدام مساحيق البروتين لراحتهم.

وقالت نانسي رودريغيز: «فقط ضع في اعتبارك أن تناول البروتين لا يعني أنك ستحول البروتين إلى عضلات». وأضافت أنك بحاجة إلى برنامج تدريب قوة مصمم جيداً وسعرات حرارية إضافية لبناء العضلات.

ولا يستطيع جسمك استخدام أكثر من 20 إلى 40 جراماً من البروتين في الوجبة الواحدة لتكوين العضلات، كما قال كولين تيوكسبري. وهذا لا يزيد على وجبة أو وجبتين من مسحوق البروتين.

هل هناك سلبيات لمساحيق البروتين؟

قالت نانسي رودريغيز إنه نظراً لأن معظم مساحيق البروتين مصنفة بصفتها مكملات غذائية، فهي لا تخضع لتنظيم صارم من قبل الحكومة الفيدرالية، وقد لا تحتوي على كمية البروتين التي تدعي أنها توجد بها.

معادن ثقيلة ومنشطات في المساحيق

وقد اكتشف الباحثون كميات صغيرة من المعادن الثقيلة، وفي حالات نادرة المنشطات الابتنائية في بعض مكملات البروتين.

قال ستيفان باسيكوس، مدير مكتب المكملات الغذائية في المعاهد الوطنية للصحة، إن معظم مساحيق البروتين آمنة على الأرجح. ولكن من الأفضل اختيار مساحيق تحمل ختماً من مختبر تابع لجهة خارجية، مثل «NSF» أو «U.S. Pharmacopeia»، التي تختبر المكملات بشكل مستقل للتأكد من أنها تحتوي على ما هو موجود على الملصق، وليس أكثر، كما قال.

مكونات إضافية غير محبّذة

وتُعدّ مساحيق البروتين أيضاً أطعمة فائقة المعالجة، وترتبط المخاوف الصحية ببعض المكونات المستخدمة فيها. ويمكن أن تحتوي على سكريات مضافة، مثل شراب الذرة عالي الفركتوز؛ أو قد تتم تحليتها بمحليات صناعية أو بدائل سكر أخرى، مثل «ستيفيا» أو «إريثريتول»، التي ربطتها دراسات محدودة بمشكلات القلب والأوعية الدموية ومرض السكري من النوع 2، وتغيرات الميكروبيوم.

وقد تحتوي أيضاً على مستحلبات، مثل «الليسيثين» أو «صمغ الزانثان»، والتي تشير بعض الأبحاث إلى أنها يمكن أن تزيد من التهاب الأمعاء.

و قالت كولين تيوكسبري إنه إذا كان لديك سبب طبي لاستخدام مكمل بروتيني، فمن المرجح أن تفوق الفوائد المخاطر المحتملة. وأضافت أنه بالنسبة للجميع، لا نعرف ما يكفي عن آثارها الصحية طويلة المدى، لنقول ما إذا كانت قد تزيد من خطر الإصابة بأمراض مزمنة.

ما الذي يجب أن تبحث عنه في مساحيق البروتينات؟

قال باسيكوس إن بروتين مصل اللبن «whey protein» من بين عدد من أنواع مساحيق البروتين المتاحة، مدعوم بأكبر قدر من الأبحاث.

إن مصل اللبن المصنوع من الحليب يتم هضمه بسرعة، وهو بروتين «كامل»، ما يعني أنه يحتوي على ما يكفي من الأحماض الأمينية الأساسية التسعة، أو اللبنات الأساسية لإنشاء بروتينات جديدة في جسمك.

وأضاف باسيكوس إن معظم النباتات تحتوي على نسبة منخفضة من حمض أميني أساسي واحد على الأقل؛ لذلك تحتوي بعض المساحيق على مزيج من عدد من المصادر النباتية لتوفير التوازن بين الأحماض الأمينية.

وتابع: «في المخطط العام للأشياء، من غير المرجح أن يكون نوع البروتين الذي تختاره مهماً كثيراً من حيث قدرتك على بناء العضلات أو تلبية احتياجاتك من البروتين». فقد ثبت أن مساحيق بروتين البازلاء وفول الصويا والأرز، على سبيل المثال، تدعم بناء العضلات، على غرار بروتين مصل اللبن في التجارب الصغيرة.

من جهتها، قالت نانسي رودريغيز إن الأهم هو اختيار بروتين لا يحتوي على كثير من المكونات الإضافية، مثل السكريات المضافة أو المواد المضافة أو الفيتامينات والمعادن التي تزيد على القيمة اليومية الموصى بها.

* خدمة «نيويورك تايمز».