ندوشش
08-10-2008, 11:14 PM
استلهام الاختراعات من الطبيعة ليس شيئا جديدا ولكنه لم يأخذ الشكل الجاد بما يكفي حتى الآن، ومع ذلك فإن ما يتم استلهامه من الطبيعة يكون في العادة أكثر دقة. فقد أعلن العلماء في الشهر الماضي أنه من خلال تقليد درجة تماسك الجلد في بعض الكائنات البحرية، أمكنهم تطوير مادة تساعد في تطوير عمليات زرع الأنسجة الحية الطبية. وكلمة التقليد هي اسم لفكرة التصميم المشتق من الطبيعة. فهو مجال يحتوي على مدى واسع من العلماء وبه عوامل جذب كثيرة كما أوضحت الابتكارات المتقدمة مؤخرا، صحيفة التلغراف البريطانية نشرت تقريرا مثيرا يتعلق بهذا المجال الحيوي.
يقود البروفيسور أندرو فريق بحث متخصص في مجال تقليد الطبيعة في متحف التاريخ الطببعي في لندن. وكما يقول البروفيسور فإن الطبيعة بها أشياء متعددة الهدف والغرض، فجناح الفراشة المتعدد الألوان تستخدمه في تنظيف جسدها بالإضافة إلى كونه يساعدها على الطيران.
الذباب - وهاتف جديد في مجال الوسائل السمعية
فقد أعلن العلماء مؤخرا أنهم طوروا ميكروفونا يمكنه أن يحدد بدقة مصدر الصوت. ويمكن أن تضاف هذه التكنولوجيا إلى الوسائل السمعية وتجعلها أكثر كفاءة. وعلى الرغم من أن هذا يعد عملا بطوليا في مجال الهندسة البشرية، فإن تصميمه مشتق من ذبابة طفيلية تسمى ذبابة اورميا أوكراسيا. حيث إن لها جهازا سمعيا قويا بفضل خيط من مادة بروتينية يربط بين طبلات الأذن. كما أن هذا الحاجز يتأرجح إلى أعلى وأسفل ويحصل على إشارة توجيه أفضل. ويشير البحث في جامعة ميريلاند إلى أن هذا الميكروفون الطائر أكثر فعالية ثماني مرات في تحديد اتجاه الصوت أكثر من الميكروفون التجاري.
الفراشات – مصدر إلهام لصناعة الجمال
يدرس الدكتور أبيجال انغرام، الباحث في متحف التاريخ الطبيعي، الفراشة ذات الألوان المتعددة التي تشبه ألوان قزح. وحيث إن الفراشات لها طبقتان من القشور على جناحيها، فإن الطبقة السفلى تحتوي على مادة الميلانين، وهي صبغة تمتص الضوء، أما الطبقة العليا فتعكس هذا الضوء. كما أن التركيب المعقد ثلاثي الأبعاد لهذه القشور مع الطبقات الثنائية يؤدي إلى خلق الألوان الوامضة في جناح الحشرة. ويعمل الدكتور انغرام مع شركة رائدة في مجال مستحضرات التجميل من أجل اكتشاف هل من الممكن تقليد تكنولوجيا الفراشة أو مواءمتها لابتكار مادة أكثر ابهارا وتألقا تستخدم في عمل ظلال حول العيون وفي بلسم الشفاة ومادة الأساس الخاصة بالماكياج.
خيار البحر – زرع الأنسجة الحية
يبحث الطب عادة عن المواد الملائمة لإستخدامات معينة. ويعد هذا البحث في بعض المجالات مهما جدا وضروريا. فعلى سبيل المثال، في السنوات الأخيرة تطورت عمليات زرع أنسجة المخ الكهربائي من أجل التحكم في حالات الإرتعاش لدى المصابين بمرض الشلل الرعاش، وكذلك لعلاج مرضى الجلطات ومن أصيبوا بإصابات في الحبل الشوكي. ولكن بعض هذه العمليات قد فشلت خلال الأشهر القليلة الأولى. ويعتقد أن السبب ربما يكون استخدام عمليات زرع الأنسجة الحية لقطب كهربائي صلب من الممكن أن يضر نسيج المخ مع مرور الوقت. أما الآن فقد ظهر خيار البحر هذا الكائن الضئيل كحل لهذه المشكلة.
فعندما تتعرض هذه الكائنات البحرية الصغيرة إلى تهديد يتصلب جلدها فجأة. ويرى البحث العلمي أن هذه الحيلة تحدث من خلال مواد كيميائية خاصة يفرزها جسم الحيوان عندما يتعرض لخطر والتي تعمل على تصلب الألياف المحيطة بجسمه الرخو. وقد سعى علماء من كليفلاند، أوهايو، إلى تقليد هذه العملية حيث أضافوا ألياف السيليلوز الناعمة إلى خليط من المطاط. وتساعد الألياف خليط المطاط على ان يصبح رخوا عندما يبتل ويصبح صلبا عندما يجف ما يساعد على تخفيف الضرر الذي قد يحدث نتيجة استخدام القطب الكهربائي الصلب في عملية زرع الانسجة.
الرخويات – و قوة اللصق
تعد مادة جيكل اللاصقة احد الابتكارات المهمة المستوحاة من الطبيعة. فهي مادة لاصقة توجد في أرجل السحلية وتساعدها على الالتصاق بأسقف المباني بحيث يمكنها السير دون أن تسقط. وتعمل هذه المادة اللاصقة على الأسطح المبتلة والجافة ويمكن أن يعاد استخدامها مرات عديدة. وهذا التطبيق يمكن استخدامه في العديد من الإستخدامات مثل الضمادات المقاومة للماء وفي لصقات الجروح وفي عمليات إصلاح جروح الجلد.
العناكب – و خيوط الجراحة
خيوط العنكبوت لها قوة شد مذهلة، وقد أشارت بعض الدراسات إلى أنه يمكن استخدامها كمادة خياطة جيدة في الجراحة. ومن خلال السبعة أنواع من الخيوط التي تنتجها العناكب، تعد خيوط الدراجلاين أكثرها ملاءمة والتي تنتجها أنثى العنكبوت الأسود. وقد أعلن علماء البيولوجيا في جامعة كاليفورنيا في العام الماضي عن نجاحهم في عزل الجين المسؤول عن نوعين من البروتين في خيط الدراجلاين. و أصبح من الممكن بعد ذلك أن يتم التحكم وراثيا في عملية إنتاج خيوط العناكب مع مرور الوقت.
ويقول الدكتور مارك مايدونك، من جامعة الملك في لندن: لقد ظهرت قصة خيوط العنكبوت خلال فترة تقارب الخمس سنوات. وما نثبته هو أن امتلاك مادة جيدة ليس أمرا كافيا. ولكن من أجل استخدامها، يجب أن تكون أرخص من الخيوط المتاحة والمستخدمة حاليا وتؤدي الغرض بشكل أكفأ. ومع ذلك فلم تظهر هذه الخيوط حتى الآن في أيدي الجراحين. ويرى الدكتور انغرام أننا نتحرك بسرعة في مجال استخدم ومحاكاة الطبيعة في التطبيقات المختلفة في حياتنا. وأن هذا العالم هو عالم جديد.
يقود البروفيسور أندرو فريق بحث متخصص في مجال تقليد الطبيعة في متحف التاريخ الطببعي في لندن. وكما يقول البروفيسور فإن الطبيعة بها أشياء متعددة الهدف والغرض، فجناح الفراشة المتعدد الألوان تستخدمه في تنظيف جسدها بالإضافة إلى كونه يساعدها على الطيران.
الذباب - وهاتف جديد في مجال الوسائل السمعية
فقد أعلن العلماء مؤخرا أنهم طوروا ميكروفونا يمكنه أن يحدد بدقة مصدر الصوت. ويمكن أن تضاف هذه التكنولوجيا إلى الوسائل السمعية وتجعلها أكثر كفاءة. وعلى الرغم من أن هذا يعد عملا بطوليا في مجال الهندسة البشرية، فإن تصميمه مشتق من ذبابة طفيلية تسمى ذبابة اورميا أوكراسيا. حيث إن لها جهازا سمعيا قويا بفضل خيط من مادة بروتينية يربط بين طبلات الأذن. كما أن هذا الحاجز يتأرجح إلى أعلى وأسفل ويحصل على إشارة توجيه أفضل. ويشير البحث في جامعة ميريلاند إلى أن هذا الميكروفون الطائر أكثر فعالية ثماني مرات في تحديد اتجاه الصوت أكثر من الميكروفون التجاري.
الفراشات – مصدر إلهام لصناعة الجمال
يدرس الدكتور أبيجال انغرام، الباحث في متحف التاريخ الطبيعي، الفراشة ذات الألوان المتعددة التي تشبه ألوان قزح. وحيث إن الفراشات لها طبقتان من القشور على جناحيها، فإن الطبقة السفلى تحتوي على مادة الميلانين، وهي صبغة تمتص الضوء، أما الطبقة العليا فتعكس هذا الضوء. كما أن التركيب المعقد ثلاثي الأبعاد لهذه القشور مع الطبقات الثنائية يؤدي إلى خلق الألوان الوامضة في جناح الحشرة. ويعمل الدكتور انغرام مع شركة رائدة في مجال مستحضرات التجميل من أجل اكتشاف هل من الممكن تقليد تكنولوجيا الفراشة أو مواءمتها لابتكار مادة أكثر ابهارا وتألقا تستخدم في عمل ظلال حول العيون وفي بلسم الشفاة ومادة الأساس الخاصة بالماكياج.
خيار البحر – زرع الأنسجة الحية
يبحث الطب عادة عن المواد الملائمة لإستخدامات معينة. ويعد هذا البحث في بعض المجالات مهما جدا وضروريا. فعلى سبيل المثال، في السنوات الأخيرة تطورت عمليات زرع أنسجة المخ الكهربائي من أجل التحكم في حالات الإرتعاش لدى المصابين بمرض الشلل الرعاش، وكذلك لعلاج مرضى الجلطات ومن أصيبوا بإصابات في الحبل الشوكي. ولكن بعض هذه العمليات قد فشلت خلال الأشهر القليلة الأولى. ويعتقد أن السبب ربما يكون استخدام عمليات زرع الأنسجة الحية لقطب كهربائي صلب من الممكن أن يضر نسيج المخ مع مرور الوقت. أما الآن فقد ظهر خيار البحر هذا الكائن الضئيل كحل لهذه المشكلة.
فعندما تتعرض هذه الكائنات البحرية الصغيرة إلى تهديد يتصلب جلدها فجأة. ويرى البحث العلمي أن هذه الحيلة تحدث من خلال مواد كيميائية خاصة يفرزها جسم الحيوان عندما يتعرض لخطر والتي تعمل على تصلب الألياف المحيطة بجسمه الرخو. وقد سعى علماء من كليفلاند، أوهايو، إلى تقليد هذه العملية حيث أضافوا ألياف السيليلوز الناعمة إلى خليط من المطاط. وتساعد الألياف خليط المطاط على ان يصبح رخوا عندما يبتل ويصبح صلبا عندما يجف ما يساعد على تخفيف الضرر الذي قد يحدث نتيجة استخدام القطب الكهربائي الصلب في عملية زرع الانسجة.
الرخويات – و قوة اللصق
تعد مادة جيكل اللاصقة احد الابتكارات المهمة المستوحاة من الطبيعة. فهي مادة لاصقة توجد في أرجل السحلية وتساعدها على الالتصاق بأسقف المباني بحيث يمكنها السير دون أن تسقط. وتعمل هذه المادة اللاصقة على الأسطح المبتلة والجافة ويمكن أن يعاد استخدامها مرات عديدة. وهذا التطبيق يمكن استخدامه في العديد من الإستخدامات مثل الضمادات المقاومة للماء وفي لصقات الجروح وفي عمليات إصلاح جروح الجلد.
العناكب – و خيوط الجراحة
خيوط العنكبوت لها قوة شد مذهلة، وقد أشارت بعض الدراسات إلى أنه يمكن استخدامها كمادة خياطة جيدة في الجراحة. ومن خلال السبعة أنواع من الخيوط التي تنتجها العناكب، تعد خيوط الدراجلاين أكثرها ملاءمة والتي تنتجها أنثى العنكبوت الأسود. وقد أعلن علماء البيولوجيا في جامعة كاليفورنيا في العام الماضي عن نجاحهم في عزل الجين المسؤول عن نوعين من البروتين في خيط الدراجلاين. و أصبح من الممكن بعد ذلك أن يتم التحكم وراثيا في عملية إنتاج خيوط العناكب مع مرور الوقت.
ويقول الدكتور مارك مايدونك، من جامعة الملك في لندن: لقد ظهرت قصة خيوط العنكبوت خلال فترة تقارب الخمس سنوات. وما نثبته هو أن امتلاك مادة جيدة ليس أمرا كافيا. ولكن من أجل استخدامها، يجب أن تكون أرخص من الخيوط المتاحة والمستخدمة حاليا وتؤدي الغرض بشكل أكفأ. ومع ذلك فلم تظهر هذه الخيوط حتى الآن في أيدي الجراحين. ويرى الدكتور انغرام أننا نتحرك بسرعة في مجال استخدم ومحاكاة الطبيعة في التطبيقات المختلفة في حياتنا. وأن هذا العالم هو عالم جديد.