جل «ذكي» يتغيّر شكله عند تعرضه للضوء

الخلايا متغيرة اللون في الأخطبوط ألهمت مهندسي روتجرز

استوحى مهندسو جامعة «روتجرز» الأميركية من رأسيات الأرجل مثل الحبار والأخطبوط، والتي يتغير لون جلدها، جلاً ذكياً ثلاثي الأبعاد يغير شكله عند تعرضه للضوء، وهو مادة يمكن أن تدخل في عده تطبيقات منها الملابس العسكرية من أجل التمويه.
وتستخدم رأسيات الأرجل خلايا متخصصة موزعة على جلدها الناعم لتغيير لون الجلد ونمطه، تسمى «كروماتوفورات»، ويتكون كل «كروماتوفور» من كيس مركزي يحتوي على حبيبات من الأصباغ وعضلات نصف قطرية تحيط بالكيس، ويؤدي تقلص العضلة إلى تمدد الكيس المركزي في المنطقة، مما يجعل لون الصباغ أكثر وضوحاً، ومع تشغيل «الكروماتوفورات» بشكل فردي، يمكن أن تخلق رأسيات الأرجل أنماطاً معقدة للغاية من ألوان البشرة، والتي تستخدمها لوظائف رائعة بما في ذلك التمويه والتواصل.
وباستخدام فكرة مستوحاة من هذه الآلية، توصل فريق روتجرز إلى جل صناعي يمكنه تعديل نمط لونه استجابة للضوء، وتم الإعلان عن ذلك في العدد الأخير من دورية «إيه سي إس - أبلايد ماتريل آند إنترفاسيس».
ويقوم هذا الجل الصناعي على دمج مادة نانوية حساسة للضوء في هيدروجيل حمض الأكريليك، مع وجود مادة قابلة للتمدد، بما يحول الجل إلى «عضلة اصطناعية» تتقلص استجابة للتغيرات في الضوء.
واستخدام الهلاميات المائية (الجل) التي تحافظ على شكلها وتبقى صلبة رغم احتوائها على الماء، توجد في جسم الإنسان وفي الصناعات الغذائية مثل (الجيلي) والحفاضات والعدسات اللاصقة، ولكن الجديد في الاختراع الجديد أنه يتفاعل مع الضوء ويغير شكلة نتيجة لذلك، كما يؤكد.
ويقول هوون لي، أستاذ مساعد بقسم الهندسة الميكانيكية والفضاء في كلية الهندسة بجامعة روتجرز في تقرير نشره أول من أمس الموقع الإلكتروني للجامعة «هناك العديد من التطبيقات لهذا الاختراع مثل استخدامه في الملابس العسكرية من أجل التمويه، أو عند صناعة الشاشات الإلكترونية».
ويضيف: «الشاشات الإلكترونية موجودة في كل مكان، ورغم التطورات الملحوظة، مثل أن تصبح أرق وأكبر وأكثر إشراقاً، إلا أنها تستند إلى مواد صلبة، مما يحد من الأشكال التي يمكن أن تتخذها». وتشمل الخطوات التالية التي سيعمل عليها الفريق البحثي هي تحسين حساسية التكنولوجيا ووقت الاستجابة والتغليف والمتانة.