مترجم: بهرام گودرزي
يك تيم از مهندسين و دانشمندان مؤسسه پژوهشي Caltech and ETH زوريخ با استفاده از همان مكانيسم استفادهشده در ارگان افعي براي حس شكار خود، يكپوست مصنوعي ساختهاند كه قادر است تغييرات دمايي را حس كند.
بهمنظور بازگرداندن حس دما در عضو قطع شده، مهندسان فهميدند پوست را ميتوان به اعضاي پروتز پيوند داد. همچنين اين پوست را ميتوان با باند كمكهاي اوليه استفاده كرد تا از اين طريق متخصصان سلامت متوجه شوند افزايش دما يا بهعبارتديگر علائم عفونت در زخمها وجود دارد. تحقيقات نشان داد عضو مسئول حساسيت به دما پكتين بوده است. پكتين مولكولي با زنجيره موجود در ديواره سلولي گياهان است.
دياوار استاد مهندسي مكانيك و فيزيك كاربردي در بخش مهندسي و علوم كاربردي ميگويد: پكتين بهطور گستردهاي بهعنوان يك عامل ژلكننده در صنعت غذا استفاده ميشود و دستيابي به آن بسيار ارزان است. اين تيم پژوهشي توجه خود را به پكتين معطوف كرد و درنهايت يك فيلم نازك، شفاف و انعطافپذير از پكتين و آب ساختند. اين فيلم نازك ميتواند تنها 20 ميكرومتر (اندازه ضخامت يك تار موي سر) قطر داشته باشد. مولكولهاي پكتين در فيلم ساختار ضعيف دو رشتهاي متصل بههم دارند، بهطوري كه اين رشتهها حاوي يونهاي كلسيم هستند. با افزايش دما، اين پيوندها شكسته ميشوند، رشتههاي دوگانه از هم جدا ميشوند و يونهاي كلسيمهاي مثبت بارشده را آزاد ميكند.
افزايش غلظت يونهاي آزاد كلسيم يا افزايش تحرك (احتمالاً پژوهشگران هر دو را فرض ميكنند)، منجر به كاهش مقاومت الكتريكي در مواد ميشود بهطوري كه مقاومت الكتريكي را ميتوان با مولتيمتري كه به الكترودهاي نصبشده در فيلم متصل است، شناسايي كرد. فيلم با استفاده از مكانيسم مشابه، دما را حس ميكند؛ اما اين مكانيسم شبيه ارگان افعي نيست. ارگان افعي ميتواند از طريق شناسايي گرماي ساطعشده، شكار گرم را حس كند. در اين ارگانها، كانالهاي يوني موجود در غشاي سلولي فيبرهاي حسي با افزايش دما منبسط ميشوند. اينگونه انبساط به يونهاي كلسيم اجازه ميدهد تا جريان پيدا كند و موجب تكانههاي الكتريكي شوند. پوستهاي الكتريكي كنوني تغييرات دمايي كمتر از يك دهم درجه سلسيوس را در سرتاسر يك طيف دمايي پنج درجه حس ميكنند. پوست جديد ميتواند تغييراتي را حس كند كه يك ريشتر كوچكتر هستند و پاسخدهي داشته باشند كه دو ريشتر بزرگتر از پوستهاي الكتروني بالاي طيف دمايي 45 درجه هستند. تاكنون، پوست قادر به شناسايي تغييرات كوچك در طيف دمايي بين 5 تا 50 درجه سلسيوس (حدود 41 تا 158 درجه فارنهايت) است و اين موضوع براي كاربردهاي روبوتيكي و زيست پزشكي مفيد محسوب ميشود. در ادامه، تيم دارايو درجه را به بيش از 90 درجه سلسيوس (194 درجه فارنهايت) افزايش ميدهند. اين امر باعث خواهد شد پكتين براي كاربردهاي صنعتي همچون حسگرهاي گرمايي، لوازم الكترونيكي مصرفي يا پوستهاي ربوتيكي براي افزايش برهمكنشهاي روباتهاي انساني مفيد هستند. براي اين كار، آنها لازم است پروسه توليد ماده را تغيير دهند تا از اين طريق پروسه منجر به حضور آب شود زيرا آب عموماً به جوش ميآيد يا در دماي بالا بخار ميشود.
منبع: ساينس ديلي
