"رغيف اللحم المتجول"والطباعة ثلاثية الأبعاد

إذا بحثت حول الشواطئ شمال المحيط الهادي، فقد تكون سعيد الحظ لو صادفت "كيتون"  أحد الرخويات البحرية التي تشبه "رغيف لحم متجول" أحمر اللون، مستدير الشكل يعرف علميًا باسم Cryptochiton stelleri، يتهادى على الشواطئ، ويكشط الطحالب عن الصخور بأسنانه الصغيرة بشكل مدهش. الأمر ليس كذلك فحسب فهذا الحيوان البحري الغريب قد يكون ملهمًا للعلماء في تطوير الطباعة ثلاثية الأبعاد.

يعد " C. stelleri" أكبر كيتون في العالم، حيث يصل طوله إلى 35 سنتيمترًا، ولديه عشرات الصفوف من الأسنان على ملحقات صغيرة ومرنة تستخدمها في. كشط الطحالب من الصخور، وتصل صلابة أسنانه نحو ثلاثة أضعاف مينا الأسنان البشرية.

وفي دراسة أجراها العلماء علي" كيتون" ونشرت نتائجها في الأكاديمية الوطنية للعلوم، استخدم الباحثون مجموعة متنوعة من تقنيات التصوير المتقدمة، مثل الفحص المجهري والتحليل الطيفي. واكتشف العلماء أن الأسنان الصلبة لهذه الرخويات الحمراء تحتوي على جزيئات صغيرة من معدن حديدي نادر جدًا هو" السانتاباربارايت" وهو من أقسى المواد الموجودة في الطبيعة على الإطلاق. وبينما كان العلماء يعرفون أن هذه الرخويات لديها أسنان قوية بشكل استثنائي، فإن العثور على معدن "السانتابارباريت" كان غير متوقع تمامًا. وبحسب "ديرك جوستر"، عالم المواد في جامعة نورث وسترن وكبير مؤلفي الورقة البحثية، فإنه لم يُر هذا المعدن من قبل في سياق بيولوجي.

 كيفية اندماج "سانتابارايت"في أسنان "كيتون" لا يساعد العلماء فقط على فهم طريقة تغذيتها، بل يساعد أيضًا في تقدم تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد. وقد لاحظ الفريق أيضًا أن توزيع المعدن داخل الأنسجة أثر على صلابة الأجزاء المختلفة من الهيكل المجوف للكيتون. ولاستخدام نفس المبدأ لصنع حبر أكثر قوة للطباعة ثلاثية الأبعاد.أنتج الباحثون بديلًا اصطناعيًا لسانتاباربرايت إضافة إلى الحديد والفوسفات. وبحسب" جوستر" من الممكن خلط الحبر بنسبة يمكن تغييرها مباشرة قبل الطباعة". وهذا من شأنه أن يسمح بتغيير التركيب، وكمية الجسيمات النانوية، ويصف" جوستر" اكتشاف مواد فائقة الصلابة مثل أسنان "كيتون" بالإنجاز الميكانيكي المثير للاهتمام. في النهاية تظل الطبيعة ملهمة للعلماء في حل مشكلات الهندسة والتصميم، ولكن لا يزال هناك تحديات جمة في التصنيع الحديث.

المصدر: Popular Science