باحثون من جامعة تل أبيب نجحنا في تصنيع نوع جديد من الزجاج، والذي مع الحفاظ على شفافيته، يمكن أن يتجمع فورًا عند لمسة الماء في درجة حرارة الغرفة.
تم نشر البحث في المجلة الأكاديمية التي راجعها النظراء طبيعة.
بقيادة طالبة الدكتوراه جال فينكلستين زوتا والأستاذ إيهود جازيت من كلية شمونيس للطب الحيوي وأبحاث السرطان في كلية علوم الحياة وقسم علوم وهندسة المواد في كلية الهندسة بجامعة تل أبيب، يمكن أن يحدث هذا الاكتشاف تغييرًا جذريًا في استدامة وتكلفة الأدوات في مجموعة متنوعة من الصناعات. والأمر الأكثر أهمية هو أن هذا الاكتشاف يمكن أن يحدث ثورة في البصريات والبصريات الكهربائية، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، والاستشعار عن بعد، والطب الحيوي.
وأوضح غازيت: “في مختبرنا، ندرس التقارب الحيوي ونستخدم على وجه التحديد الخصائص الرائعة لعلم الأحياء لإنتاج مواد مبتكرة”. “من بين أمور أخرى، نحن ندرس تسلسل الأحماض الأمينية، التي هي اللبنات الأساسية للبروتينات. تتمتع الأحماض الأمينية والببتيدات بميل طبيعي للاتصال ببعضها البعض وتشكيل هياكل منظمة بترتيب دوري محدد، ولكن أثناء البحث، اكتشفنا ببتيدًا فريدًا يتصرف بشكل مختلف عن أي شيء نعرفه: لم يشكل أي نمط منظم ولكن غير متبلور، مضطرب، يصف الزجاج.
كيف يعمل الزجاج؟
الزجاج السائل له ترتيب قليل جدًا على المستوى الجزيئي، لكن خواصه الميكانيكية تظل صلبة. في حين يتم تصنيع الزجاج عادة عن طريق تبريد المواد الساخنة بسرعة ثم تجميدها في عملية لبلورة الزجاج، اكتشف TAU أن الببتيد العطري، الذي يتكون من تسلسل ثلاثي التيروزين (YYY)، يشكل الزجاج الجزيئي تلقائيًا، عند تبخر محلول مائي. الحل، في ظل ظروف درجة حرارة الغرفة.
قال فينكلشتاين-زوتا: “الزجاج التجاري الذي نعرفه جميعًا يتم إنتاجه عن طريق التبريد السريع للمواد المنصهرة، وهي عملية تسمى التزجيج”. “يجب إصلاح التنظيم غير المتبلور الشبيه بالسائل قبل أن يتم ترتيبه بطريقة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة كما هو الحال في البلورات، ولهذا يتطلب الأمر طاقة – يجب تسخينه إلى درجات حرارة عالية وتبريده على الفور. ومن ناحية أخرى، فإن الزجاج الذي اكتشفناه، والمصنوع من لبنات بناء بيولوجية، يتشكل تلقائيا عند درجة حرارة الغرفة، دون الحاجة إلى طاقة مثل الحرارة العالية أو الضغط. ما عليك سوى إذابة مسحوق في الماء – تمامًا كما تفعل مع مشروب الكولا، وسيتشكل الزجاج. على سبيل المثال، صنعنا عدسات من زجاجنا الجديد. فبدلاً من الخضوع لعملية طويلة من الطحن والتلميع، قمنا ببساطة بتقطير قطرة على سطح ما، حيث يمكننا التحكم في انحناءها – وبالتالي تركيزها – عن طريق ضبط حجم المحلول وحده.
قال غازيت: “هذه هي المرة الأولى التي ينجح فيها أي شخص في صنع زجاج جزيئي في ظل ظروف بسيطة، ولكن خصائص الزجاج الذي صنعناه لا تقل أهمية عن ذلك. إنه زجاج خاص جدًا. من ناحية، فهو قوي جدًا ومن ناحية أخرى، شفاف جدًا – أكثر شفافية بكثير من الزجاج العادي.
“إن زجاج السيليكات العادي الذي نعرفه جميعًا شفاف في نطاق الضوء المرئي، والزجاج الجزيئي الذي صنعناه شفاف في نطاق الأشعة تحت الحمراء. ولهذا استخدامات عديدة في مجالات مثل الأقمار الصناعية والاستشعار عن بعد والاتصالات والبصريات.
“كما أنها مادة لاصقة قوية، يمكنها لصق النظارات المختلفة معًا، وفي الوقت نفسه يمكنها إصلاح الشقوق التي تتكون فيها. “إنه يحتوي على مجموعة من الخصائص التي لا توجد في أي زجاج في العالم، وله إمكانات كبيرة في العلوم والهندسة، وقد حصلنا على كل هذا من ببتيد واحد – قطعة صغيرة من البروتين.”
“مدمن ثقافة البوب. عشاق التلفزيون. نينجا الكحول. إجمالي مهووس البيرة. خبير تويتر محترف.”
More Stories
المفتش العام لوكالة ناسا يصدر تقريرا قاسيا بشأن تأخير مشروع إطلاق المركبة الفضائية SLS
كيف أصبحت الثقوب السوداء بهذا الحجم والسرعة؟ الإجابة تكمن في الظلام
طالبة من جامعة نورث كارولينا ستصبح أصغر امرأة تعبر حدود الفضاء على متن بلو أوريجين