دراسة الفك هلامي دودة البحر أقوى من الأسنان البشرية

وقد طور الباحثون مادة جديدة يمكن أن تتكيف مع البيئات المتغيرة ومستوحاة من قوة فكي دودة البحرية.

على الرغم من أنه يحتوي على هلام- O مثل الاتساق، يمكن أن تكون قوية مثل المعادن متكلسة وجدت في الأسنان البشرية.

يمكن استخدام المواد لصنع الأجهزة التي تعمل كعضلات في الروبوتات الناعمة، أو لأجهزة الاستشعار المستقلة التي لا تحتاج إمدادات الطاقة الخارجية.

درس الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كيف الفك من فيروس نيريس دودة أشكال وتتكيف مع البيئات المتغيرة.

نيريس فيروسات الجحور في الرمل الرطب والطين، ويشار إليها عادة باسم دودة الرمال

فك الديدان له نسيج مماثل للجيلاتين - ولكن إذا تغيرت بيئته، فإنه يمكن أن يصبح صعبا.

تصبح مادة هيدروجيل الجديدة صعبة أو مرنة اعتمادا على بيئتها - تماما مثل الفك دودة.

وقال الدكتور فرانسيسكو: "إن فك فيروس نيريس يتكون من بروتين يحتوي على كميات كبيرة من الهستيدين، وهو حمض أميني يتفاعل مع أيونات البيئة ويجعله أكثر مرونة أو أقل اعتمادا على البيئة التي يجد نفسه فيها" مارتن مارتينيز، باحث في الهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومؤلف مشارك في الدراسة.

ووجد الباحثون أن الأحماض الأمينية في البروتين ترتبط بقوة إلى أيونات المعادن في البيئة، والتفاعل بينهما يغير الشكل العام للبروتين.

ولكن عندما تتغير الظروف البيئية مرة أخرى، وهذه السندات هي عكسها وكسر، وبالتالي فإن البروتين يتغير الشكل، لتصبح أكثر مرونة مرة أخرى

وقال الدكتور مارتن مارتينيز "عندما نغير أيونات البيئة وتركيز الملح، والمواد توسع أو العقود".

لذلك اعتمادا على الأيونات ومستويات درجة الحموضة (كيف حمضية أو الأساسية بيئة مائية) في البيئة، والمواد البروتين، ودعا نفجب-1، ويوسع والعقود في أنماط هندسية مختلفة.

ووجد الباحثون أن المواد إما اللوالب أو اتخاذ سيبريا شكل قذيفة مثل عندما يتم تغيير مستويات الرقم الهيدروجيني.

يتم تعزيز بنية البروتين على وجه الخصوص عندما تحتوي البيئة أيونات الزنك المعادن وبعض مستويات الرقم الهيدروجيني.

كما قام الباحثون بإنشاء نموذج قادر على التنبؤ بالسلوك الميكانيكي للمادة في بيئات مختلفة.

وقد قام الباحثون باستخدام محاكاة الحواسيب الفائقة، وكيفية تصرف المركب، وتحسينه، وتصميم هيكله الجزيئي.

المواد لديها القدرة على أن تستخدم تطوير الروبوتات لينة، وأجهزة الاستشعار والهياكل المستقلة.

وقال الدكتور تشاو تشين الباحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف المشارك في الدراسة: "تتطلب معظم الروبوتات الناعمة امدادات الطاقة لدفع الحركة والتحكم في الأجهزة الإلكترونية المعقدة".

"عملنا نحو تصميم المواد متعددة الوظائف يمكن أن توفر مسار آخر للسيطرة مباشرة على الممتلكات المادية والتشوه دون الأجهزة الإلكترونية."

وقال الدكتور مارتن مارتينيز أن المواد التي تم تطويرها بالتعاون مع مختبر أبحاث سلاح الجو الأمريكي (أفرل)، وتفاصيل كيفية جعلها ليست متاحة للجمهور.

الدكتور مارتن مارتينيز، المتخصص في تصميم ونمذجة المواد، يعتقد أن معظم المشاكل التي يتم تناولها مع التكنولوجيا "قد تم حلها بالفعل بالطبيعة، دائما تقريبا بطريقة أفضل بكثير مما نحن البشر يمكن أن تتطور، لذلك بالنسبة لنا هو مصدر كبير للإلهام ".