أبو بريص ... استنساخ تقنيات مدهشة من الطبيعة

أبو بريص ... استنساخ تقنيات مدهشة من الطبيعة

كيف يمكن للحشرات تسلق الأسطح الملساء دون الانزلاق إلى الأسفل؟ وكيف يمكن لأبو بريص السير على السقف؟ على هذه التقنية الطبيعية المدهشة تتركز أبحاث الأستاذ بجامعة كيل ستانيسلاف غورب للكشف عن سر القوة اللاصقة للحشرات.

بيونيك... تقنية تجمع بين خليط من علم البيولوجيا والفيزياء

يدور القرص الصغير بسرعة منخفضة وعليه خنفساء، ثم ترتفع وتيرة الدوران تدريجيا. تستمر الخنفساء في الحركة على السطح الدوار الذي تبلغ سرعة دورانه ما يقارب 2500 دورة في الدقيقة. الخنفساء لا تزال عالقة ولم تسقط. ولكن الآن، عندما بلغت السرعة الحد الأقصى، أي 3000 دورة في الدقيقة، تسقط الخنفساء على الأرض. هذه تجربة يجريها العلماء لتحديد القوة اللاصقة للخنفساء والتي تتمكن عبرها من تثبيت نفسها على سطح ما.

القوة اللاصقة للحشرات

اهتمام العلماء بالقوة اللاصقة للحشرات لكشرف أسرارها والاستفاذة منها في تطوير تطنولوجيا متطورة

الخنافس ليست الحشرات الوحيدة التي تستطيع تثبيت نفسها دون مشقة تذكر على كل الأسطح الملساء. إذ يمكن لمعظم الحشرات فعل الشيء ذاته، إلا أن الفرق بينها يكمن في أن كل نوع من الحشرات طور تقنية خاصة به في هذا الخصوص. فبعضها يفرز سائلا خاصا من الأقدام، وهناك بعض أنواع الحشرات التي تقدر على التسلق دون إفراز تلك المادة، إذ تتميز أقدام البعض الآخر من الحشرات بشعيرات دقيقة تساعدها على تسلق الأسطح الملساء. وتوجد حشرات قادرة على تسلق كل الأسطح دون استثناء، وفي المقابل تستطيع بعض الحشرات تسلق أسطح محددة دون أخرى. وتتركز الأبحاث التي يجريها ستانيسلاف غورب، الأستاذ بجامعة كييل، على كل هذه الإمكانات والتقنيات المختلفة لدى الأنواع المختلفة من العناكب والخنافس والجنادب.

حيوان زاحف يتحدى قوة الجاذبية

أقدام أبو بريص التي تتميز بقوة لاصقة مدهشة تلهم العلماء لاستنساخ تقنيات متطورة من الطبيعة

إن رؤية أبو بريص وهو يتسلق الجدران والسقوف منظر مألوف، خصوصا لدى سكان المناطق الواقعة في النصف الجنوبي للكرة الأرضية. ومن على البعد يبدو شكل أبو بريص أشبه بالسحلية، إلا أنه يتميز عن بقية الحيوانات الزاحفة بقوة لاصقة قوية للغاية في أقدامه. إن باطن قدم أبو بريص يتكون من شرائح بها شعيرات دقيقة. وتنقسم نهايات هذه الشعيرات بدورها إلى شعيرات متناهية الدقة يصل عددها إلى المليارات. ويبلغ سمك كل واحدة منها فقط 200 نانوميتر وهو جزء واحد من المليار من المتر. إن هذه الشعيرات تنبسط على السطح الذي يوجد عليه الحيوان، وتمكنه من تثبيت جسمه عليه، وكلما كان السطح أملسا، كلما تمكن أبو بريص من تثبيت نفسه بشكل أفضل.

البيونيك تقنية المستقبل

هذه التقنية هي خليط من علم البيولوجيا والفيزياء، ويمكن توظيفها لمنفعة البشرية. البيونيك أو محاكاة الطبيعة بوسائل تكنولوجية هي تقنية المستقبل. وكلما تعمقت معرفة العلماء بمجال تقنية النانو أو الجزيئات المتناهبة الصغر، كلما تمكنوا من اكتشاف المزيد من أسرار الطبيعة. إن التقدم في مجال تقنية النانو يفتح الباب على مصراعيه لمحاكاة بنية الهياكل الطبيعية الدقيقة بشكل أكثر سهولة وإتقانا. وبالفعل نجح ستانيسلاف غورب وزملائه في تطوير نموذج أولي لشريط لاصق يحاكي التقنية التي تمنح قدم أبو بريص قوته اللاصقة القوية.

ويمكن لصق هذا الشريط وإزالته دون أن يترك أثرا، وذلك لمرات عديدة وبلا حدود دون أن يفقد شيئا من قوته اللاصقة. إن هذا الشريط اللاصق الذي يتميز بالمرونة وبشيء من اللزوجة، ليس إلا نتاجا لمحاكاة طبق الأصل للشعيرات الدقيقة الموجودة في أقدام أبو بريص. إن استخدامه لإلصاق مطرقة ثقيلة بلوح زجاجي تثبت مدى قوة الشريط اللاصق المبتكر.

كيفية استخدام التكنولوجيا

عالم الطبيعة، عالم يخفي الكثير من الأسرار ويثير فضول العلماء

وفي جامعة تورينغن التقنية تم اختبار الشريط اللاصق من خلال استخدام الروبوتات الصغيرة، وتمكن الباحثون بواسطة الشريط من تسيير مركبات على أسطح ملساء صعودا وهبوطا. أما الهدف من ذلك فهو تطوير هذه التقنية بحيث يتسنى للروبوتات مستقبلا أن تؤدي أعمال التنظيف على الواجهات الزجاجية الملساء والجدران. ويمكن لهذه المعرفة المكتسبة من عالم الحشرات أن تساهم في مجال حماية النباتات والمحاصيل، وذلك عبر رشها بمادة تغير من بنية سطح أوراق النباتات بحيث يصعب على الحشرات الضارة تسلقها.

هل يمكن للإنسان المشي على السقف في المستقبل القريب؟

إن الرغبة في بناء هياكل اصطناعية على غرار هياكل مشابهة موجودة في الطبيعة هي ما يدفع باحثين مثل ستانيسلاف غورب للاستمرار في إجراء التجارب المعقدة. وربما يصبح بالإمكان مستقبلا إلصاق الرفوف ببساطة على الجدران، أو إلصاق السيارات بل وحتى الطائرات ببعضها البعض وربما يصبح في المستقبل بإمكان الإنسان المشي على الجدران والسقف كما تفعل الخنافس والعناكب وكما يفعل أبو بريص. ولكن لا بد من إجراء الكثير من الأبحاث حتى يفهم الإنسان الطبيعة جيدا بحيث يمكنه استنساخ التقنيات المدهشة الموجودة فيها.