حل لغز "الحرير الفولاذي" الذي تنتجه الأرملة السوداء

جي بي سي نيوز :- اكتشف العلماء جزءا رئيسيا من العملية التي تستخدمها العناكب لصنع المادة "العجيبة" التي تفوق الفولاذ قوة، وهي أكثر مرونة من المطاط، ويمكنها أن تمتد لأربعة أضعاف طولها الأصلي.

وهذه المادة هي حرير العنكبوت، حيت يتم بناؤها داخل الغدد المتخصصة التي تحول البروتينات إلى ألياف متينة باستخدام سلسلة من العمليات الكيميائية المعقدة.

وقد تؤدي النتائج التي توصل إليها العلماء إلى إنتاج مجموعة من المواد الجديدة شديدة الصرامة التي يمكن استخدامها لصنع كل شيء، من الملابس الرياضية أو العسكرية عالية الجودة إلى مواد بناء للجسور والمنشآت الأخرى.

وقال الباحث في الدراسة، الدكتور ناثان جيانيسشي من جامعة نورث ويسترن إنه في حال تمكن العلماء من تكرار العملية الطبيعية التي تقوم بها عناكب الأرملة السوداء لإنتاج ألياف صناعية على نطاق واسع فإنها ستؤدي إلى تحول كبير بفضل إنشاء مواد ذات خصائص استثنائية.

ودرس الدكتور جيانيسشي، مع زملائه في جامعة ولاية سان دييغو، شبكة جهاز الغزل لدى عناكب الأرملة السوداء، وهي أنواع تعيش في المناخ المعتدل في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا وأستراليا وإفريقيا وأمريكا الجنوبية، وتعد من العناكب الأكثر فتكا في العالم.

واستخدم الفريق تقنيتين متطورتين في التصوير لفحص غدد البروتين، وهي جيوب صغيرة في بطن العنكبوت حيث تقوم بتجميع الحرير.

وكان العلماء يفترضون في السابق أن بروتينات حرير العنكبوت تنتظر عملية الغزل، باعتبارها جزيئات صغيرة تسمى "amphiphilic spherical micelles"، قبل أن يتم تمريرها من خلال جهاز غزل العنكبوت لتشكيل ألياف الشبكة.

لكن الدراسة الحديثة تظهر أن الألياف تبدأ على شكل ميكروبات مركبة معقدة مجمعة معا، وتشكل هذه البنية الفريدة جزءا أساسيا من ألياف عناكب الأرملة السوداء المثيرة للإعجاب، رغم أنها لا تزال غير معروفة تماما بالنسبة للعلماء.

وقال الدكتور غريغوري هولاند المعد المشارك في الدراسة، من جامعة ولاية سان دييغو: "نعلم الآن أن حرير عنكبوت الأرملة السوداء يتم نسجه من مجموعات نانوية هرمية من البروتينات المخزنة في بطن العنكبوت، وليس من محلول عشوائي للبروتينات الفردية أو من جسيمات كروية بسيطة".

وأضاف أنه إذا تمكن العلماء من تكرار هذه العملية صناعيا، فإن التطبيقات العملية لمثل هذه المادة لن تكون لها حدود، حيث يمكن اعتمادها لصنع منسوجات عالية الأداء للعسكريين والرياضيين وكذلك لبناء الجسور وصنع الأسلاك، بل يمكن أن تصبح منتجا صديقا للبيئة بديلا عن المواد البلاستيكية.

صفا