العناكب والنمل تلهم باحثين لإنتاج سفن ضد الغرق

الهيكل المصنع ظل طافياً على الماء

ألهم عنكبوت الماء ونمل النار فريقاً من الباحثين الأميركيين ابتكار هيكل معدني طارد للماء، بما يجعله ضد الغرق، حتى إذا حدثت ثقوب به، وهو ما يؤهله للاستخدام في كثير من التطبيقات؛ ومنها إنتاج سفن ضد الغرق.
ويمكن لنمل النار ذي اللونين الأحمر والبني البقاء على قيد الحياة لمدة أسابيع عائماً حتى يرسو على أرض جافة ويتابع حياته، بينما يقضي عنكبوت الماء حياته كلها في مياه الأنهار والبرك ولا يصعد إلى السطح إلا بهدف تنفس الهواء.
ولاحظ الباحثون من جامعة روتشستر الأميركية أن هذين الكائنين يمكنهما البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة تحت أو فوق سطح الماء عن طريق محاصرة الهواء في منطقة مغلقة، فالعناكب المائية، على سبيل المثال، تنشئ شبكة على شكل قبة تحت الماء، تسمى «جرس الغوص»، ويتم ملؤها بالهواء المنقول من السطح، وبواسطة الشعيرات الموجودة على بطنها وساقيها يتم الاحتفاظ به، وبالمثل، يمكن أن يشكل نمل النار «عوامة» من خلال حبس الهواء بين جسمه. وخلال الدراسة التي نشرت أول من أمس في دورية «ACS Applied Materials and Interfaces»، قام الباحثون بمحاكاة هذه القدرات الطبيعية لنمل النار وعناكب الماء، عبر إنتاج هيكل متعدد الأسطح (SH) يمكنه حجز حجم كبير من الهواء.
ويقول تشونلي جو، أستاذ البصريات والفيزياء ورئيس الفريق البحثي، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة روتشستر بالتزامن مع نشر الدراسة: «استخدمنا في إعداد هذا الهيكل تقنية رائدة تم تطويرها في مختبر الجامعة، وتستخدم رشقات الليزر من الفمتوثانية لحفر أسطح المعادن بطريقة تحبس الهواء وتجعل الأسطح طاردة للماء، ثم توضع الأسطح المعالجة على لوحين من الألمنيوم متوازيين للداخل، وليس للخارج، بحيث تكون مغلقة وخالية من التآكل الخارجي، ويتم فصل الأسطح بمسافة تسمح فقط بإمساك ما يكفي من الهواء، مما يخلق حجرة مضادة للماء».
وغمر الباحثون هذا الهيكل في الماء لمدة شهرين، فوجدوا أنه ارتد على الفور مرة أخرى إلى السطح بعد نزع الحمولة التي أجبرته على الانغمار، واحتفظ الهيكل بهذه القدرة حتى بعد ثقبه مرات عدة خلال التجارب.