ألياف خفيفة الوزن لحماية الجنود من الانفجارات

قطعة من الألياف الجديدة لحماية الجنود (جامعة هارفارد)
قطعة من الألياف الجديدة لحماية الجنود (جامعة هارفارد)
TT

ألياف خفيفة الوزن لحماية الجنود من الانفجارات

قطعة من الألياف الجديدة لحماية الجنود (جامعة هارفارد)
قطعة من الألياف الجديدة لحماية الجنود (جامعة هارفارد)

منذ الحرب العالمية الأولى، لم تأت الغالبية العظمى من الإصابات القتالية الأميركية من جروح الأعيرة النارية ولكن من الانفجارات، ويرتدي معظم الجنود اليوم سترة ثقيلة مقاومة للرصاص لحماية جذعهم (المنطقة التي تتوسط جسم الإنسان وتتفرع منها الرقبة والأطراف العلوية والأطراف السفلية)، لكن معظم أجسامهم لا تزل معرضة للهدف العشوائي المتمثل في شظايا المتفجرات.
الآن، طور باحثون من جامعة هارفارد الأميركية، بالتعاون مع مركز جنود قيادة تطوير قدرات الجيش الأميركي القتالية (CCDC SC)، مادة خفيفة الوزن ومتعددة الوظائف من الألياف النانوية يمكنها حماية مرتديها من درجات الحرارة الشديدة والتهديدات القاتلة، ونُشر البحث أول من أمس في مجلة (ماتر).
وفي تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة هارفارد بالتزامن مع نشر الدراسة، يقول كيت باركر، أستاذ الهندسة الحيوية والفيزياء التطبيقية في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية في جامعة هارفارد، وهو ضابط احتياط برتبة مقدم في الجيش الأميركي «عندما كنت في قتال بأفغانستان، رأيت بشكل مباشر كيف يمكن للدروع الجسدية أن تنقذ الأرواح، ورأيت أيضا كيف يمكن للدروع الثقيلة أن تحد من الحركة».
ويضيف: «كجنود في ساحة المعركة، فإن المهام الأساسية الثلاث هي التحرك، وإطلاق النار، والتواصل، وإذا أعقت واحدة من هذه، فإنك تقلل من القدرة على البقاء وتعرض نجاح المهمة للخطر».
ويقول غرانت إم غونزاليز الباحث المشارك بالدراسة: «كان هدفنا تصميم مادة متعددة الوظائف يمكن أن تحمي شخصاً يعمل في بيئة قاسية، مثل رائد فضاء أو رجل إطفاء أو جندي، من التهديدات المختلفة العديدة التي يواجهونها». ومن أجل تحقيق هذا الهدف العملي، احتاج الباحثون إلى الجمع بين الحماية الميكانيكية والعزل الحراري من خلال مزج منتجين تجاريين يستخدمان على نطاق واسع في الحماية وهما (كيفلر) و(توارون) مع مواد أخرى.
وتتميز المنسوجات كيفلر وتوارون بأن لديها بنية بلورية عالية المحاذاة ويتمتعان بعزل حراري عالٍ، ودمج الفريق البحثي بوليمر إحدى هاتين المنتجين مع مادة (إيروجل) وهي مادة هلامية منخفضة الكثافة تم فيها استبدال المحتوى السائل للمادة بالغاز، وذلك لصنع ألياف طويلة ومستمرة مع تباعد مسامي بينهما.
ويقول غونزاليز: «في هذا النظام، يمكن للألياف الطويلة مقاومة التأثير الميكانيكي بينما تحد المسام من انتشار الحرارة، وهو ما أكدته التجارب المعملية».



خطر احتراري يهدّد الحياة البحرية في «منطقة الشفق»

منطقة الشفق موطن حيوي للحياة البحرية (غيتي)
منطقة الشفق موطن حيوي للحياة البحرية (غيتي)
TT

خطر احتراري يهدّد الحياة البحرية في «منطقة الشفق»

منطقة الشفق موطن حيوي للحياة البحرية (غيتي)
منطقة الشفق موطن حيوي للحياة البحرية (غيتي)

يُحذر العلماء من أن تغير المناخ يمكن أن يقلل بشكل كبير من الحياة في أعمق أجزاء محيطاتنا التي تصل إليها أشعة الشمس، حسب (بي بي سي).
ووفقا لبحث جديد نُشر في مجلة «نيتشر كوميونيكشنز». فإن الاحترار العالمي يمكن أن يحد من الحياة فيما يسمى بمنطقة الشفق بنسبة تصل إلى 40 في المائة بنهاية القرن.
وتقع منطقة الشفق بين 200 متر (656 قدماً) و1000 متر (3281 قدماً) تحت سطح الماء.
وجد الباحثون أن «منطقة الشفق» تندمج مع الحياة، ولكنها كانت موطناً لعدد أقل من الكائنات الحية خلال فترات أكثر دفئاً من تاريخ الأرض.
وفي بحث قادته جامعة إكستر، نظر العلماء في فترتين دافئتين في ماضي الأرض، قبل نحو 50 و15 مليون سنة مضت، وفحصوا السجلات من الأصداف المجهرية المحفوظة.
ووجدوا عدداً أقل بكثير من الكائنات الحية التي عاشت في هذه المناطق خلال هذه الفترات، لأن البكتيريا حللت الطعام بسرعة أكبر، مما يعني أن أقل من ذلك وصل إلى منطقة الشفق من على السطح.
وتقول الدكتورة كاثرين كريشتون من جامعة إكستر، التي كانت مؤلفة رئيسية للدراسة: «التنوع الثري لحياة منطقة الشفق قد تطور في السنوات القليلة الماضية، عندما كانت مياه المحيط قد بردت بما يكفي لتعمل مثل الثلاجة، والحفاظ على الغذاء لفترة أطول، وتحسين الظروف التي تسمح للحياة بالازدهار».
وتعد منطقة الشفق، المعروفة أيضاً باسم المنطقة الجائرة، موطناً حيوياً للحياة البحرية. ويعد التخليق الضوئي أكثر خفوتاً من أن يحدث إلا أنه موطن لعدد من الأسماك أكبر من بقية المحيط مجتمعة، فضلاً عن مجموعة واسعة من الحياة بما في ذلك الميكروبات، والعوالق، والهلام، حسب مؤسسة «وودز هول أوشيانوغرافيك».
وهي تخدم أيضاً وظيفة بيئية رئيسية مثل بالوعة الكربون، أي سحب غازات تسخين الكواكب من غلافنا الجوي.
ويحاكي العلماء ما يمكن أن يحدث في منطقة الشفق الآن، وما يمكن أن يحدث في المستقبل بسبب الاحتباس الحراري. وقالوا إن النتائج التي توصلوا إليها تشير إلى أن تغيرات معتبرة قد تكون جارية بالفعل.
وتقول الدكتورة كريشتون: «تعدُّ دراستنا خطوة أولى لاكتشاف مدى تأثر هذا الموطن المحيطي بالاحترار المناخي». وتضيف: «ما لم نقلل بسرعة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، قد يؤدي ذلك إلى اختفاء أو انقراض الكثير من صور الحياة في منطقة الشفق في غضون 150 عاماً، مع آثار تمتد لآلاف السنين بعد ذلك».