استفاده از فناوري نانو بر پوست خزندگان
مارمولك‌هايي براي انتقال آب
تمام فناوري‌ها يا اختراعات انساني به نوعي تقليد از مدل‌هاي زنده است كه به آن «زيست تقليد» يا «بيوميمتيك» (Biomimetics) مي‌گويند؛ زيست تقليد به معناي مطالعه بر ساختارهاي زيستي براي ايجاد فناوري‌هاي جديد در مقياس كلان يا نانو است. دانشمندان پروژه‌اي اروپايي قصد دارند با الهام و تقليد از زيرساخت‌هاي پوستي تيره خاصي از مارمولك‌ها و سوسك‌ها فناوري جديدي را توسعه دهند. آنها طي تحقيقات خود دريافته‌اند ريزساختارهاي پوست مارمولك شاخ‌شاخ ويژگي‌هاي منحصر به فردي دارد كه براي انتقال مايعات به كار مي‌آيد. بخشي از اين تحقيقات در آزمايشگا‌ه‌هاي دانشگاه يوهانس كپلر در ليتس اتريش انجام مي‌شود. آنها براي انجام آزمايش‌ها مارمولك شاخ‌شاخي را از امريكاي شمالي به شهر ليتس بردند. اين گونه از مارمولك‌ها براي زنده ماندن نياز به ميزان بسيار كمي از آب دارند. آنها قادرند به طور طبيعي از شبنم يا قطرات باراني كه پشت بدن‌شان جمع شده، استفاده كنند؛ بنابراين محققان اروپايي با الهام از اين سيستم هوشمند طبيعي، قصد دارند فناوري‌هايي در مقياس نانو براي انتقال آب طراحي‌كنند. اين نوع مارمولك از تيره شاخي‌مارمولكان است و مهارت‌هايي دارد كه مي‌تواند از شكار شدنش جلوگيري كند. پوست اين نوع مارمولك به سرعت مايعات را جذب مي‌كند. فلوريان هاشن، زيست‌شناس در اين باره مي‌گويد: «ريزساختارهاي پوست اين مارمولك به سرعت مايعات را جذب مي‌كند. در لايه‌هاي مختلف پوست مارمولك شاخ‌شاخي، يك سيستم مويرگي وجود دارد كه مايع را به سرعت به سر حشره منتقل مي‌كند. سپس مارمولك مي‌تواند مايع را با گوشه دهانش بنوشد.»
محققان اين آزمايش‌ها را روي گونه‌اي از سوسك‌هايي كه در امريكاي جنوبي يافت مي‌شوند، انجام مي‌دهند. آنها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني قوي، مدل سه بعدي از پوست حشره، در مقياس نانومتر مي‌سازند.
زيست شناس دانشگاه يوهانس كپلر ليتس در اين باره كه اين مدل به چه كار محققان مي‌آيد، مي‌گويد: «متوجه شديم كه ترشحات دفاعي در بخش خاصي از بدن حشره و در ريزساختارهاي پوست آن قرار دارد. غدد مربوط به ترشحات دفاعي هم زير بال‌هاي حشره است. ترشحات دفاعي توليدشده از طريق ريزساختارهاي پوست، به محل اتصال بال حشره به بدنش منتقل مي‌شود. سپس تبخير شده و با ايجاد بوي بد خطر را از خود دور و به اين ترتيب از خودش دفاع مي‌كند.»بخش ديگر تحقيقات اين پروژه اروپايي در كرت يونان انجام مي‌شود. محققان موسسه ساختارهاي الكترونيك و ليزر در اين جزيره با پروژه اروپايي مشاركت دارد. دانشمندان اين موسسه در زمينه فناوري ليزر تخصص دارند. هدف آنها بازتوليد مدل‌هايي است كه دانشمندان علم زيست تقليد (بيوميمتيك) بر اساس مواد مصنوعي ساخته‌اند. آنها براي اين‌كار از پالس‌هاي كوتاه ليزر، در مقياس بسيار كوچك استفاده مي‌كنند. اوانجلوس اسكولاس، مهندس اپتيك و ليزر اين موسسه در اين باره كه تابش پرتو ليزر چگونه در ساخت مدل‌هاي سه بعدي به مورد استفاده قرار مي‌گيرد، مي‌گويد: «تابش پرتو ليزر به ماده شوك وارد مي‌كند و ساختار ماده را تغيير مي‌دهد. مي‌توانيد در مقياس و با تفكيك‌پذيري از چند ميكرون تا چند دهم نانومتر، ساختارهاي سه بعدي بسازيد. (براي مقايسه) اين نكته را در نظر بگيريد كه قطر موي شما صد ميكرون است. » مهندسان اپتيك و ليزر درموسسه ساختارهاي الكترونيك و ليزر با استفاده از تابش پرتو ليزر مدل‌هاي سه‌بعدي با تقليد از ريزساختار پوست حشره مي‌سازند.
ساخت مدل سه بعدي بر اساس زيرساختارهاي پوست حشرات چه كاربردهايي دارد؟ اين آزمايش‌ها براي فولاد هم انجام مي‌شود كه اهميت خاصي دارد چون مي‌توان با اين ساختارها اصطكاك را در قطعات ميكرومكانيكي و در نتيجه فرسايش آنها را كاهش داد. مانوئل استراتكيس، مدير اين طرح مي‌گويد: «در اجزاي ميكرومكانيكي، دو سطح داريم كه از طريق روان‌ساز باهم در تماسند. در نتيجه مي‌توان اصطكاك بين سطوح را با افزودن يك ساختار سطحي كاهش دهيم.» اين فناوري كاربردهاي ديگر هم دارد، از جمع‌آوري آب موقع خشكسالي گرفته تا كاربرد در مهندسي پزشكي.
euronews.com