به گزارش شبکه اطلاع رسانی راه دانا؛ پژوهشی در دانشگاه پن استیت نشان داد طبیعت پاسخ بسیاری از چالش‌های مهندسی را پیش از ما یافته است. اکنون، ساختاری نادیده در چشم پشه، الهام‌بخش توسعه پوشش‌هایی شده که می‌توانند در برابر عطسه، باران و ذرات آلوده مقاومت کنند.
دانشمندان آمریکایی با بررسی سطح چشم پشه، به ساختار نانویی بی‌نظیری دست یافته‌اند که می‌تواند مسیر ساخت شیلدهای مقاوم و ضدویروس را دگرگون کند. این کشف می‌تواند کاربردهایی در سلامت، فناوری پرواز، و حتی تجهیزات پزشکی داشته باشد.
نجات جان انسان‌ها
درحالی‌که این طراحی تازه کشف‌شده، در نگاه اول تنها برای کاربردهای فنی مانند ربات‌های پرنده یا هواپیماها قابل‌تصور به نظر می‌رسد، پاندمی کووید-۱۹ بُعد تازه‌ای به این تحقیقات بخشید. پژوهشگران اکنون باور دارند این پوشش می‌تواند نقشی حیاتی در ارتقای تجهیزات حفاظت فردی (PPE) ایفا کند.
نقش حیاتی پوشش‌ها در دوران کرونا
دکتر وانگ توضیح می‌دهد: امید ما این است که در آینده، این پوشش را بتوان در تولید تجهیزات حفاظتی مانند شیلد صورت به کاربرد. توجه داشته باشیم وقتی کسی عطسه می‌کند، ذرات پرسرعتی به اطراف پاشیده می‌شود. در صورت استفاده از پوشش‌های سنتی، این قطرات ممکن است به سطح PPE بچسبند و آلودگی باقی بماند. اما با استفاده از طراحی مبتنی بر چشم پشه، این قطرات می‌توانند به‌راحتی دفع شوند و سطح تجهیزات تمیزتر بماند.
نگاهی دوباره به طبیعت برای نوآوری‌های انسانی
آزمایشگاه دکتر وانگ که در زمینه مهندسی الهام‌گرفته از طبیعت فعالیت دارد، همواره تلاش کرده از پدیده‌های زیستی برای پیشرفت فناوری‌های انسانی بهره بگیرد. این پژوهش نیز نمونه‌ای عالی از آن است.
دکتر وانگ می‌افزاید: در آغاز پروژه، اصلاً به کاربردهای حوزه سلامت فکر نکرده بودیم. اما شیوع کووید-۱۹ باعث شد نگاه تازه‌ای به یافته‌هایمان بیندازیم. وظیفه ما به‌عنوان مهندس این است که کشفیات علمی را به ابزارهایی کاربردی برای کمک به جامعه تبدیل کنیم.
گام بعدی: تولید انبوه و مقرون‌به‌صرفه
در حال حاضر، چالش اصلی در برابر تیم تحقیقاتی، توسعه روشی برای تولید انبوه و اقتصادی این نوع پوشش‌هاست. این پوشش‌ها باید نه‌تنها عملکردی مشابه ساختار چشم پشه داشته باشند، بلکه در مقیاس صنعتی نیز قابل‌تولید باشند.
دکتر وانگ می‌گوید: تا پیش‌ازاین، ما سطحی که بتواند قطرات پرسرعت آب را دفع کند، نداشتیم. اما حالا، حشرات به ما راه را نشان داده‌اند. طبیعت پر است از چنین نمونه‌هایی. فقط کافی است یاد بگیریم از آن‌ها چگونه الهام بگیریم.
ساختار نانویی ناشناخته
پژوهشگران دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا (Penn State) موفق به شناسایی نوعی ساختار نانویی ناشناخته در سطح بدن برخی حشرات شدند که می‌تواند به طراحی پوشش‌هایی فوق‌العاده مقاوم در برابر قطرات آب کمک کند. این یافته، با الهام از ساختار چشم پشه، در ژورنال معتبر Science Advances منتشر شده و می‌تواند دریچه‌ای نو به‌سوی نسل آیندة تجهیزات محافظت فردی و فناوری‌های پروازی بگشاید.
بافت با ضریب جامد بالا
اما لین وانگ، دانشجوی دکترای مهندسی مواد در پن استیت، با بررسی دقیق سطح بدن حشراتی همچون پشه، یک ادا (نوعی زنجره) و فنرپا (springtail) با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، ساختاری کاملاً متفاوت را شناسایی کرد: موهای نانویی به شدت فشرده، که به آن‌ها «بافت با ضریب جامد بالا» گفته می‌شود.
وانگ می‌گوید: تصور کنید سطحی با تراکم بسیار بالای این ساختارهای نانویی داشته باشید. احتمالاً می‌توانید لایه هوایی پایدارتری را حتی در برابر ضربات شدید قطرات حفظ کنید.
ارسال دیدگاه