«ممتصات صوت» صديقة للبيئة من الأعشاب البحرية

تمتاز بقابليتها للتحلل الحيوي

الغشاء المسامي المشتق من الأعشاب البحرية (الفريق البحثي)
الغشاء المسامي المشتق من الأعشاب البحرية (الفريق البحثي)
TT

«ممتصات صوت» صديقة للبيئة من الأعشاب البحرية

الغشاء المسامي المشتق من الأعشاب البحرية (الفريق البحثي)
الغشاء المسامي المشتق من الأعشاب البحرية (الفريق البحثي)

من الطائرات إلى الشقق السكنية، تم تصميم معظم المساحات الآن بمواد تساعد على تخفيف أصوات الطنين والصدى في الحياة اليومية، لكن معظم المواد التي يمكنها إلغاء الأصوات البشرية وحركة المرور والموسيقى مصنوعة من رغوة بلاستيكية لا يمكن إعادة تدويرها.
الآن، ابتكر باحثون غشاءً مشتقاً من الأعشاب البحرية قابلاً للتحلل الحيوي ويمتص الأصوات بشكل فعال، وقاموا بالإبلاغ عن نتائج عملهم نهاية يونيو (حزيران) الماضي بدورية «الكيمياء والهندسة المستدامة».
ويعد التحكم في طريقة تحرك الصوت في جميع أنحاء الغرفة وتحسينها أمراً أساسياً لإنشاء مساحات وظيفية. وتعدّ الألواح الصوتية الرغوية حلاً شائعاً، وهي تأتي في مجموعة متنوعة من المواد والسماكات المصممة خصيصاً لمتطلبات الصوت المحددة، ومع ذلك، فإن معظم هذه الرغوات مصنوعة من البولي يوريثين والبوليمرات الأخرى المشتقة من النفط الخام أو الغاز الصخري.
ولتجنب البتروكيماويات؛ اكتشف الباحثون بدائل امتصاص الصوت ذات المصادر المتجددة والقابلة للتحلل الحيوي، لكن العديد من الخيارات الحالية مصنوعة من ألياف نباتية لا تخفف الضوضاء بشكل فعال في النطاق الأكثر فائدة لترددات الصوت، أو سميكة جداً أو يصعب تصنيعها؛ لذلك أراد تشيندام شاندرابراكاش وزملاؤه من قسم الهندسة الميكانيكية بالمعهد الهندي للتكنولوجيا، تطوير مادة مشتقة من النباتات وقابلة للتحلل الحيوي يمكن تصنيعها بسهولة ويمكن أن تمتص مجموعة من الأصوات.
ابتكر الفريق أغشية رقيقة من مادة «أجار»، وهي مادة تشبه الهلام تأتي من الأعشاب البحرية، إلى جانب إضافات أخرى مشتقة من النباتات، نوّعت من سماكة ومسامية الأغشية،. وبعد تشغيل المواد من خلال مجموعة من الاختبارات، قام الباحثون بقياس مدى جودة الأغشية في إخماد الصوت عبر مجموعة من الترددات، من همهمة الجهير إلى الأنين الحاد.
وللقيام بذلك؛ أنشأ الفريق أنبوب صوت يتم فيه وضع مكبر صوت في أحد طرفيه، ويتم تثبيت غشاء الاختبار على الطرف الآخر، وتقيس الميكروفونات الموجودة في منتصف الأنبوب مقدار الصوت المنبعث من السماعة ومقدار الصوت المنعكس من الغشاء.
أظهرت هذه التجارب، أن الأغشية المسامية المصنوعة بأعلى تركيزات أجار تتمتع بأعلى جودة لامتصاص الصوت وتعمل بشكل مشابه للرغاوي الصوتية التقليدية. ويخطط الباحثون لاستكشاف طرق لتعديل أغشية أجار لمنحها خصائص أخرى مرغوبة، مثل مقاومة اللهب، وسوف يستكشفون مواد أفلام أخرى مشتقة بيولوجياً.



«متلازمة ريت»... حدتها تختلف عند الإناث عن الذكور

«متلازمة ريت»... حدتها تختلف عند الإناث عن الذكور
TT

«متلازمة ريت»... حدتها تختلف عند الإناث عن الذكور

«متلازمة ريت»... حدتها تختلف عند الإناث عن الذكور

كشفت دراسة حديثة أجراها معهد البحث الطبي في اضطرابات النمو العصبي بجامعة كاليفورنيا الأميركية، عن فروق مهمة في كيفية ظهور «متلازمة ريت» التي تكون عادة أثر شيوعاً في الإناث. ويميل الذكور المصابون بالمتلازمة إلى إظهار أعراض أكثر حدة تظهر في وقت مبكر من الحياة بسبب كروموسوم «إكس» X الأنثوي الوحيد لديهم. وفي العادة تمتلك الإناث كروموسومي «إكس».

«متلازمة ريت»

«متلازمة ريت» Rett syndrome اضطراب وراثي نادر يصيب الفتيات في المقام الأول، حيث تبدأ المتلازمة الناجمة عن طفرات في جين MECP2 على الكروموسوم «إكس» عادة بعد فترة من النمو الطبيعي في مرحلة الطفولة؛ ما يؤدي لاحقاً إلى أعراض مثل فقدان وظيفة اليد وصعوبات التنفس والنوبات وضعف كبير في الكلام والحركة والأكل.

ويحتاج الأطفال والبالغون المصابون بـ«متلازمة ريت» إلى المساعدة في أداء معظم المهام اليومية، مثل تناول الطعام والمشي واستخدام الحمَّام، ويمكن أن تكون هذه الرعاية المستمرة واضطراب النوم أمراً منهكاً ومسبباً للتوتر للعائلات، ويمكن أن تؤثر على صحة أفراد العائلة ورفاهيتهم. وفي الدراسة التي نُشرت في عدد 10 أكتوبر (تشرين الأول) 2024 في مجلة Communications Biology، وأشرفت عليها جانين لاسال، الباحثة من قسم الأحياء الدقيقة الطبية والمناعة كلية الطب بالجامعة، فحص الباحثون نماذج الفئران الذكور والإناث لـ«متلازمة ريت».

وركَّزت الدراسة على كيفية تحول التعبير الجيني في خلايا المخ عبر ثلاث مراحل، هي: قبل ظهور الأعراض وعند ظهورها وفي المرض المتقدم، حللت التعبير الجيني في 14 نوعاً من خلايا الدماغ لفهم الاختلافات في كيفية تقدم المرض في كلا الجنسين. خلل تنظيم الجينات

وأظهرت الفئران الإناث «تأثيراً متأرجحاً» عند حدوث خلل في تنظيم الجينات، حيث حاولت الخلايا التي تعبّر عن الجين الطبيعي تعويض الخلايا التي تحتوي على الجين المتحور.

وهذا التوازن في التعبير الجيني ذهاباً وإياباً الذي يُرى بشكل أساسي في الخلايا العصبية في وقت مبكر أو مع تطور الأعراض في المراحل اللاحقة، يسلط الضوء على كيفية محاولة أدمغة الإناث للحفاظ على التوازن مع تقدم المرض، حيث يكون الاختلال أسوأ في المراحل المبكرة، لكنه يستقر بمرور الوقت.

كما أظهرت الدراسة أيضاً أن الفئران الإناث لديها عدد أكبر من الجينات غير المنظمة قبل ظهور الأعراض مقارنة بالوقت الذي تظهر فيه لاحقاً، حيث تحتوي خلايا الدماغ في الإناث المصابات بـ«متلازمة ريت» على نمط فسيفسائي من التعبير الجيني يعبّر نصف خلاياها عن جين MECP2 الطبيعي ويعبّر النصف الآخر عن الجين المتحور.وهذا يتناقض مع التوقعات بأن اختلال تنظيم الجينات يرتبط ارتباطاً مباشراً بشدة الأعراض؛ ما يشير إلى وجود عملية تنظيمية معقدة.

وأكدت جانين لاسال أن نماذج الفئران الأنثوية أكثر أهمية للبحوث البشرية؛ لأنها تعكس بشكل أفضل التعبير الفسيفسائي لجين MECP2 الموجود لدى الفتيات المصابات بـ«متلازمة ريت». ولا تلتقط الفئران الذكور التي تُستخدم غالباً في الأبحاث هذا التعقيد الفسيفسائي، حيث لا يمتلك الذكور سوى كروموسوم «إكس» واحد؛ ما يعني أن جميع خلاياهم تتأثر بطفرة الجين MECP2.

جين يرتبط بأمراض أخرى

وربط الباحثون أيضاً طفرة MECP2 بمسارات أخرى مثل تلك التي تشارك في مرض ألزهايمر والإدمان؛ وهو ما يشير إلى أن الطفرة قد يكون لها آثار أوسع نطاقاً تتجاوز «متلازمة ريت»، وقد تؤثر على حالات عصبية أخرى.