من قوقعة الحلزون غير العادية إلى الدروع الفعالة

يمكن أن تساعد الأفكار الجديدة حول الحلزون الصغير الذي يعيش في قاع المحيط العلماء على تطوير دروع أكثر فعالية للجنود والمركبات، وفقًا لعلماء من معهد أبحاث معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

يمكن أن تساعد الأفكار الجديدة حول الحلزون الصغير الذي يعيش في قاع المحيط العلماء على تطوير دروع أكثر فعالية للجنود والمركبات، وفقًا لعلماء من معهد أبحاث معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

أفاد فريق بحثي من علماء المواد، بقيادة البروفيسورة كريستين أورتيز من جامعة MIT، أن القشرة الخارجية لنوع الحلزون المعروف باسم "القدم المتقشرة" تختلف عن أي درع آخر، سواء كان طبيعيا أو صناعيا. يؤدي البحث إلى استنتاج مفاده أن هيكلها الفريد المكون من ثلاث طبقات يبدد الطاقة بكمية من شأنها أن تحطم الأظرف الأضعف. يوضح الباحث الرئيسي أن محاكاة العديد من جوانب الهيكل الخاص يمكن أن تساعد العلماء على تطوير دروع أكثر فعالية للاستخدام العسكري. ونشرت نتائج الدراسة، التي مولها جزئيا الجيش الأمريكي ووزارة الدفاع الأمريكية، في المجلة العلمية Proceedings of the National Academy of Sciences.

تم لفت انتباه الباحث إلى هذا الحلزون في عام 2003، عندما تم الإعلان عن اكتشافه لأول مرة. يعيش الحلزون في بيئة قاسية نسبيا في قاع المحيط الهندي، بالقرب من الفتحات الحرارية المائية التي ينبعث منها الماء الساخن. ولهذا السبب، فهي تتعرض بشكل متكرر للتغيرات في درجات الحرارة وكذلك الحموضة العالية، وبالإضافة إلى ذلك، يتعين عليها الدفاع عن نفسها ضد بعض الحيوانات المفترسة مثل السرطان وأنواع أخرى من القواقع.

عندما يهاجم السلطعون حلزونًا، فإنه يمسك بقشرة الحلزون بكماشاته ويضغط عليها حتى ينكسر - وأحيانًا تستمر العملية عدة أيام. تطبق المشابك طاقة ميكانيكية تؤدي في النهاية إلى كسر الغلاف، إلا إذا كان مقاومًا بدرجة كافية لهذه الطاقة.

في مقالتهم الجديدة، أفاد الباحثون أن قوقعة هذا الحلزون بالتحديد لها العديد من الخصائص التي تساعد على تشتيت الطاقة الميكانيكية التي تمارسها عليها الكائنات التي تهاجمها. وأهم ما يميزه هو هيكل قشرته المكون من ثلاث طبقات، حيث يتكون من طبقة خارجية مدمجة في حبيبات كبريتيد الحديد، وطبقة عضوية رقيقة في المنتصف، وطبقة داخلية من الكالسيوم. تحتوي معظم القواقع الأخرى على قوقعة تتكون من طبقة داخلية من الكالسيوم وفوقها طبقة طلاء عضوية رقيقة فقط. تظهر عمليات المحاكاة أنه بالنسبة لهذا الحلزون الفريد، يمكن للطبقة العضوية الرقيقة المركزية أن تمتص المزيد من الطاقة أثناء هجوم من قبل حيوان مفترس. علاوة على ذلك، فهو يساعد أيضًا في تبديد الحرارة وتغير درجات الحرارة الشائعة بالقرب من الفتحات الحرارية المائية.

وقام فريق العلماء بقياس الخواص الميكانيكية لقوقعة الحلزون باستخدام جهاز يعرف باسم إندينتر (سندان الماس) يحتوي على طرف من الماس. ومن خلال قياس القوة المطبقة على القشرة، واستجابة القشرة لهذه القوة، تمكن الباحثون من تحديد خصائصها الميكانيكية.

في الخطوة التالية، قام الباحثون أيضًا بفحص مجموعة متنوعة من الهياكل الخارجية الطبيعية (الأصداف) للعثور على مبادئ الحماية فيها، مثل الكيتونات (رخوي بحري ذو قوقعة تتكون من ثمانية طبقات متداخلة وساق عضلية واحدة للتنقل)، والقنافذ. والخنافس والأسماك المدرعة.

الخبر من الجامعة