صحة وعلوم

علماء من #روسيا يبتكرون أنسجة مضادة للبكتيريا

لتكنولوجيا تعتمد على استخدام بلازما التردد الراديوي لتفريغ الغاز .

ابتكر علماء الجامعة الوطنية للبحوث بالتعاون مع زملائهم من جامعات روسية أخرى، تكنولوجيا جديدة لإكساب خيوط الأنسجة خصائص مضادة للبكتيريا.

 

وتشير مجلة Materials Letters، إلى أن هذه التكنولوجيا تعتمد على استخدام بلازما التردد الراديوي لتفريغ الغاز في ظروف ضغوط منخفضة. وفقًا للباحثين، ستجد الطريقة الجديدة استخداما واسعا في مجال الطب.

وتجدر الإشارة إلى أن هذه الدراسة التيتهدف من اجلها إكساب الخيوط قبل استخدامها في نسج الأقمشة خصائص مضادة للبكتيريا، بدأت مع انتشار جائحة “كوفيد-19”.

وكما هو معروف يعاني المرضى المصابون بالشكل الحاد من “كوفيد-19” من ضعف المناعة، ما يجعلهم عرضة للإصابة بعدوى الأمراض البكتيرية. لذلك قرر الباحثون ابتكار أنسجة لاستخدامها كشراشف وملابس طبية وأغطية وحفاضات أطفال وغير ذلك، لها خصائص مضادة للبكتيريا، لمنع انتشار البكتيريا المرضية داخل المستشفيات.

ويقول الباحث إيليا لارين من الجامعة، “لإكساب الخيوط خصائص مضادة للبكتيريا وضعناها في منظومة مغلقة بين قطبين كهربائيين، أفرغت من الهواء بعض الشيء وضخ فيها غاز الأرغون، الذي ينتقل في المجال الكهرو مغناطيسي من القطب السالب إلى القطب الموجب، وخلال انتقاله “يقصف” الخيوط ما يؤدي إلى قطع الروابط الجزيئية لمكون البوليمير. وبعد ذلك تعالج الخيوط بوضعها في خزان يحتوي على محلول مركز لدقائق الفضة النانوية”.

ويضيف، بعد هذه العملية تعالج الخيوط بمزيج من الميثان والأرغون، وفي النهاية تخضع لعملية تعقيم في الأوتوكلاف autoclave.

تطوير نسيج يمكنه مراقبة إيقاع النبض في الوقت الفعلي!

انسَ أحدث ساعة آبل أو Fitbit، إذ يعمل العلماء الآن على تطوير قميص يمكنه “سماع” نبضات قلبك ومراقبة إيقاعه في الوقت الفعلي.

وأنشئ باستخدام “نسيج صوتي” يعمل مثل الميكروفون، حيث يقوم أولا بتحويل الصوت إلى اهتزازات ميكانيكية ثم إلى إشارات كهربائية، بطريقة تشبه الطريقة التي تسمع بها آذاننا.

تطوير نسيج يمكنه مراقبة إيقاع النبض في الوقت الفعلي!
تطوير نسيج يمكنه مراقبة إيقاع النبض في الوقت الفعلي!

وعندما يتم حياكته في بطانة القميص، يمكن للنسيج أن يكتشف ملامح ضربات القلب الدقيقة لمن يرتديها، وفقا للمهندسين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وكلية رود آيلاند للتصميم (RISD).

ولم يفصح عن أي تفاصيل حول التكلفة المحتملة لأن الفكرة لا تزال في مرحلة التطوير.

وصممت ألياف النسيج من مادة “كهرضغطية” تنتج إشارة كهربائية عند الانحناء، ما يوفر وسيلة للقميص لتحويل الاهتزازات الصوتية إلى إشارات كهربائية.

وقال المعد الرئيسي وي يان، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “يمكن لهذا النسيج أن يتفاعل بشكل غير محسوس مع جلد الإنسان، ما يمكّن مرتديه من مراقبة حالة القلب والجهاز التنفسي بطريقة مريحة ومستمرة وفي الوقت الحقيقي وطويلة الأمد”.

واستلهم فريقه من النظام السمعي البشري لصنع “أذن” من القماش تكون ناعمة ومتينة ومريحة وقادرة على اكتشاف الصوت.

وينتقل الصوت المسموع عبر الهواء على شكل موجات ضغط طفيفة. وعندما تصل هذه الموجات إلى أذننا، يستخدم عضو ثلاثي الأبعاد حساس ومعقد، أو الغشاء الطبلي، أو طبلة الأذن، طبقة دائرية من الألياف لترجمة موجات الضغط إلى اهتزازات ميكانيكية.

وتنتقل هذه الاهتزازات عبر عظام صغيرة إلى الأذن الداخلية، حيث تقوم القوقعة بتحويل الموجات إلى إشارات كهربائية يستشعرها الدماغ ويعالجها.

وتهتز جميع الأقمشة استجابة للأصوات المسموعة، لكن هذه الاهتزازات على مقياس نانومتر – أصغر بكثير من أن يتم استشعارها في العادة.

ولالتقاط هذه الإشارات غير المحسوسة، ابتكر الباحثون أليافا مرنة، عندما تنسج في قماش، تنحني مع النسيج مثل الأعشاب البحرية على سطح المحيط.

ويمكن أيضا صنع الألياف لتوليد صوت، مثل تسجيل الكلمات المنطوقة، التي يمكن أن يكتشفها نسيج آخر.

وأضاف يان، الذي يعمل الآن أستاذا مساعدا في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة: “مرتديا لباسا صوتيا، يمكنك التحدث من خلاله للرد على المكالمات الهاتفية والتواصل مع الآخرين”.

ويتضمن تصميم الباحثين أليافا كهربائية متخصصة يتم نسجها في خيوط نسيجية ويمكنها تحويل موجات الضغط بترددات مسموعة إلى اهتزازات ميكانيكية.

ويمكن للألياف بعد ذلك تحويل هذه الاهتزازات الميكانيكية إلى إشارات كهربائية، على غرار العملية التي تحدث في القوقعة.

ويمكن للثوب أن يكتشف الاتجاه الذي يصدر منه صوت التصفيق؛ تسهيل الاتصال ثنائي الاتجاه بين شخصين، يرتدي كل منهما النسيج الصوتي؛ ومراقبة القلب عند ملامسة القماش للجلد.

ويتصور الباحثون أن نسيج استشعار الصوت الاتجاهي يمكن أن يساعد أولئك الذين يعانون من ضعف السمع على ضبط مكبر الصوت وسط محيط صاخب.

وقام الفريق أيضا بخياطة ألياف واحدة في البطانة الداخلية للقميص، فوق منطقة الصدر مباشرة، ووجدوا أنه اكتشف بدقة نبضات قلب متطوع سليم.

ابتكار الروس مادة لتنقية النفايات السائلة المشعة

ابتكر قسطنطين كاتين، الأستاذ المساعد في قسم فيزياء المادة المكثفة بالجامعة الوطنية للبحوث النووية، بالتعاون مع زملاء من جامعة سيواس التركية مادة لاستخراج اليورانيوم من السوائل.

يبتكر مادة لتنقية النفايات السائلة المشعة
يبتكر مادة لتنقية النفايات السائلة المشعة

وتشير مجلة Journal of Molecular Liquids، إلى أن الطاقة النووية تعاني من مشكلة تنقية النفايات السائلة المشعة، التي يمكن أن تلوث الوسط المحيط. واليورانيوم في هذه النفايات السائلة يكون على شكل يورانيل أيون UO2. ولإزالته كانت تستخدم مواد ماصة خاصة أساسها مادة طبيعية صديقة للبيئة. بحسب قسطنطين كاتين.

ويقول كاتين، “أخذنا الفيرميكوليت كأساس، وهو معدن ذو طبقات مرنة شبيه بالطين، الذي كان يستخدم سابقًا لامتصاص الملوثات المشعة وأشعة غاما. وحصلنا عن طريق البلمرة في محلول مائي، على مركب يعتمد على الفيرميكوليت والبولي أكريلاميد، الذي تستطيع خصائصه وقدراته امتصاص اليورانيوم بنحو 0.38 مول / كغ”.

ويضيف، وضعنا هذه المادة في محلول ملوث باليورانيوم المشع لمدة 24 ساعة. و اتضح بعد فحص المحلول بواسطة التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء والمسح المجهري الإلكتروني، أن المركب الجديد امتص اليورانيوم من المحلول.

ويقول كاتين، “استخدمنا في ابتكار المادة الجديدة، سلسلة من الأساليب النظرية ونمذجة الكمبيوتر. ما ساعد على تخفيض تكلفة إنشائها عدة مرات، وقلل بشكل جذري عدد التجارب الضرورية”.

ويدرس الباحثون حاليا، جدوى استخدام هذه المادة الجديدة في مجالات أخرى مثل استخراج اليورانيوم من مياه البحر.

استخدام #الأشعة_الكونية لإجراء مسح للنصب التذكاري البالغ من العُمر 4500 عام

 

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى