تُعرف الحراشف الصنوبرية بقدرتها على الفتح والإغلاق استجابةً لمستويات الرطوبة في الهواء. في هذه الدراسة، تم تطبيق المبدأ الهيكلي لحراشف مخروط الصنوبر باستخدام هياكل الجيلاتين وأكسيد الحديد، والتي توضح الاستجابة لمستويات الرطوبة ودرجة الحرارة المختلفة.
موازين ذكية
تُعرف الحراشف الصنوبرية بقدرتها على الفتح والإغلاق استجابةً لمستويات الرطوبة في الهواء. في هذه الدراسة، تم تطبيق المبدأ الهيكلي لحراشف مخروط الصنوبر باستخدام هياكل الجيلاتين وأكسيد الحديد، والتي توضح الاستجابة لمستويات الرطوبة ودرجة الحرارة المختلفة.
المادة ذات ذاكرة الشكل هي نوع من المواد "الذكية"، القادرة على تغيير الشكل استجابة للتحفيز الخارجي. ابتكر باحثون من معهد ETZ للتكنولوجيا في زيوريخ شيئًا مختلفًا بعض الشيء. مستوحاة من مخروط الصنوبر، قاموا بتطوير عملية تسمح لمجموعة واسعة من المواد بتحقيق مجموعة واسعة من الأشكال.
بدأ المشروع، تحت إشراف البروفيسور أندريه ستودارت، بالبحث في كيفية إغلاق قشور الصنوبر عندما تكون رطبة وتنفتح عندما تجف. وتبين أن كل مقياس يتكون من طبقتين مصنوعتين من نفس المادة. يتم وضع الألياف الصلبة في كل طبقة من هذه الطبقات في اتجاه واحد في طبقة واحدة وفي اتجاه آخر في الطبقة الأخرى. واستجابة للرطوبة، تنتفخ كلتا الطبقتين، لكن اتجاه الألياف يؤدي إلى انتفاخها في اتجاهات مختلفة. والنتيجة هي أن أحد جانبي المقياس يمتد بالطول بينما ينحني الجانب الآخر. ونتيجة لذلك، يتم إغلاق النطاق.
لقد سمعنا في الماضي عن تطور الأقمشة الذكية، التي تعتمد على البنية الطبقية لمخروط الصنوبر، والتي تسمح بتهوية القماش في الظروف المناخية الرطبة. يركز هذا البحث على تطبيق المبدأ البنيوي (الاختلاف في اتجاه الألياف بين الطبقتين) لتطوير مواد جديدة. أخذ الباحثون مادة قادرة على النفخ، وهي الجيلاتين، وأضافوا إليها جزيئات أكسيد الألومنيوم كبديل للألياف. نسكب الخليط في قوالب مربعة. ونظرًا لأن الجسيمات كانت مغلفة بأكسيد الحديد، فيمكن محاذاةها في اتجاه معين باستخدام مجال مغناطيسي. وبمجرد أن تتكون طبقة من خليط الجيلاتين، يتم سكب طبقة أخرى فوقها. كانت هذه الطبقة هي نفس الطبقة الأولى، باستثناء أن الجزيئات هنا كانت مصطفة في اتجاه مختلف.
في وقت لاحق، تم قطع هذه المادة إلى شرائح، اعتمادًا على اتجاه القطع بالنسبة لاتجاه الجزيئات، وكانت الشرائط تتفاعل بشكل مختلف مع التعرض للرطوبة. استجابت شرائح أخرى، مصنوعة من بوليمر مختلف، لكل من الرطوبة ودرجة الحرارة.
ويدعي البروفيسور ستودارت أن أي مادة تتفاعل مع التحفيز الخارجي يمكن استخدامها كأساس لهذه الهياكل، عندما يمكن صنع الجزيئات من مواد مختلفة، لأنها مغلفة بأكسيد الحديد في أي حال. ومن بين التطبيقات الممكنة لهذه المواد الأجزاء الخزفية التي تشكل نفسها بالشكل المطلوب، أو الغرسات القابلة للتحلل والتي تتكيف مع الشكل المطلوب، والتي تصبح نشطة فقط عندما يتم وضعها في الجزء الصحيح من الجسم.
نشرته www.biomimicry.org.il
תגובה אחת
بمنطق بسيط، سيطلق مخروط الصنوبر بذوره عندما يكون هناك رطوبة،
وهذا هو، كما تشير الرطوبة، يجب أن تفتح المقاييس
(لا الحجر الصحي كما هو مكتوب)،