أضواء على الأبحاث

الهلاميات تنجح في تحطيم قوالب الطوب باستخدام حيلة ذكية مستلهمة من النباتات

  • Published online:

Credit: Thichaa

الهلاميات المائية هي مواد قادرة على الامتصاص، مصنوعة من عناصر سائلة لا تذوب في الماء. ويُذكر أن لهذه الهلاميات المائية استخدامات طبية وهندسية واعدة، ولكنها هشة. والآن، يستلهم علماء المواد من النباتات حلولًا لمعالجة تلك الهشاشة.

خلال نمو النباتات، يزداد الضغط داخل جدران الخلايا مع امتصاص الخلايا للماء، وهي ظاهرة تسمى الامتلاء. وبدون ضغط الامتلاء، تنمو النباتات ضعيفة وذابلة؛ أما في وجود ضغط الامتلاء، فتظل قوية، حتى إنه يمكنها شق المواد السميكة، مثل الأسفلت (كما بالصورة).

وقد استخدم هيونك نا وزملاؤه من جامعة سيول الوطنية فكرةً مماثلة لتعزيز الهلاميات المائية؛ حيث قاموا أولًا بتغليف نصف مليلتر من الهلاميات المائية بغشاء قوي ومرن. وعلى غرار الخلية النباتية، كان الغشاء شبه نفَّاذ، ولذلك، تمكنت الهلامية المائية من أن تمتص الماء وتنتفخ، وهو ما يحاكي ظاهرة ضغط الامتلاء.

وعندما قام الفريق بوضع الهلامية المائية بين قالبي طوب، كل منهما في حجم هاتف محمول سميك تقريبًا، أدى ضغط الانتفاخ إلى كسر أحد القالبين إلى نصفين. وتتمتع المواد الهلامية بقوة تشغيل تبلغ 730 نيوتن؛ أي إنها تستطيع تحريك الأجسام الأخرى بقوة 75 كيلوجرامًا تقريبًا.

ويقول المؤلفون إن المهندسين يستطيعون استخدام المواد الهلامية في بناء روبوتات مائية لينة.

Nature 604, 600 (2022)