مرد عنکبوتی، پای مارمولکی
شخصیت پیتر پارکر در مرد عنکبوتی سبب شد که بالا رفتن از دیوار آسان به نظر برسد، ولی تکرار آن حرکات عجیب وغریب در دنیای واقعیت، سالها است که محققان را در تلاش برای بالا رفتن از دیوار نگه داشته است. دلیل این امر واضح است؛ دستکش و کفشهای مرد عنکبوتی باید بتواند وزن یک انسان با ابعاد متوسط را در حالیکه از آسمانخراش آویزان شده، تحمل کند.
اما برخلاف اغلب مردم، دانشمندان عنکبوت را برای الگوی بالا رفتن از دیوار نپسندیدهاند. آنها مارمولک را ترجیح میدهند. در سال 2003، آندره جیم از دانشگاه منچستر در انگلیس، مادهای را با موهای میکروسکوپی طراحی کرد که مشابه سطح پای مارمولک است. نیروی بین مولکولی واندروالسی، که در مقیاسهای کوچک موثر است، باعث چسبیدن موها به دیوار میشود و از آنجاکه پای مارمولک از میلیونها مو پوشیده شده، منجر به جاذبه قدرتمندی میشود که حیوان را روی دیوار نگه میدارد. مواد اولیه مویی که جیم ابداع کرده، از مادهای به نام کپتون تشکیل شده است، و درصورتی که 1 سانتیمتر مربع از آن محکم به سطحی قائم فشار داده شود، میتواند وزنهای به جرم 1 کیلوگرم را نگه دارد.
ولی برای افزایش مقیاس این اختراع تا ابعاد کاربردی، مشکلاتی وجود دارد. برای مثال، برای پوشش دادن سطح لازم جهت نگه داشتن یک نفر، موها باید بلند باشند و مشکل موهای بلند، در هم پیچیده شدن آنها است. یکی از دانشمندان دانشگاه صنعتی تورین در ایتالیا راهحلی برای این مشکل یافته است. او در سال 2007، طرحی ارائه کرد که مشابه درخت صنوبر، متشکل از نانولولههای کربنی بلند در یک تنه و نانولولههای کوتاهتر در شاخهها بود. وی با این ابتکار، دستکشی ساخت که هر جفت از آن حدود 10 کیلوگرم را تحمل میکرد.
با این وجود، طبیعت همچنان در این زمینه برتری دارد! چه آنکه کثیفی میان موهای مصنوعی ویژگی چسبناکی را کاهش می دهد، ولی پاهای مارمولک میتواند خود را تمیز کند.
5. شما هم انرژی تولید کنید
گوشی همراه شما یکی از اعجازهای عصر جدید است. با این حال فارغ از این که چه قابلیتهایی دارد، وقتی که شارژ باتریاش به انتها برسد، دیگر هیچ فایدهای ندارد. اما چقدر عالی میشد اگر از این باتریها خلاص میشدید و تمام انرژی مورد نیاز وسیله الکترونیکیتان را از دنیای اطراف تامین میکردید؛ مثلا سیم شارژر آن را به لباستان میزدید!
چند ماه پیش، زیهونگ لین وانگ از موسسه فناوری جورجیا در آتلانتا، پارچهای ساخت که از نانوسیمهای اکسیدروی بر رشتههای کلوار بافته شده است. هر بار که این ماده خم یا مچاله میشود، جریان الکتریکی ضعیفی را تولید میکند. وانگ و گروهش دریافتهاند که اگر هر پارچهای را با نواری از این فلز بپوشانند، میتوانند الکتریسیته حاصل را جمع کنند. با بهرهگیری از این فناوری میتوان انرژی دستگاههایی را که در بدن انسان قرار میگیرند، مانند دستگاه تنطیمکننده ضربان قلب، از خود فرد گرفت.
گروهی به هدایت دیوید ترن در داشگاه استنفورد کالیفرنیا هم ژنراتوری ابداع کردهاند که از فعالیت قلب، الکتریسیته تولید میکند. تولید الکتریسیته توسط این دستگاه با جلو و عقب کردن یک آهنربای ریز در سیمپیچی کوچک صورت میگیرد. آهنربا در یک لوله سیلیکونی مملو از مایع با دو بالون متصل به هر دو انتها قرار گرفته و کل دستگاه در قلب جای میگیرد. وقتی قلب میتپد، بالونها یکی پس از دیگری جمع میشوند و به مایع داخل لوله، نیرو وارد میکنند. نیروی وارد بر مایع سبب جلو و عقب شدن آهنربا در لوله میشود.
اما جالبتر از هر دوی این روشها، ابتکار آدام هلر از دانشگاه تگزاس در آستین است. او سلولی سوختی ساخته است که میتواند در رگ قرار بگیرد و از گلوکز خون به عنوان سوخت استفاده کند و جریان الکتریکی تولید کند.
اما برخلاف اغلب مردم، دانشمندان عنکبوت را برای الگوی بالا رفتن از دیوار نپسندیدهاند. آنها مارمولک را ترجیح میدهند. در سال 2003، آندره جیم از دانشگاه منچستر در انگلیس، مادهای را با موهای میکروسکوپی طراحی کرد که مشابه سطح پای مارمولک است. نیروی بین مولکولی واندروالسی، که در مقیاسهای کوچک موثر است، باعث چسبیدن موها به دیوار میشود و از آنجاکه پای مارمولک از میلیونها مو پوشیده شده، منجر به جاذبه قدرتمندی میشود که حیوان را روی دیوار نگه میدارد. مواد اولیه مویی که جیم ابداع کرده، از مادهای به نام کپتون تشکیل شده است، و درصورتی که 1 سانتیمتر مربع از آن محکم به سطحی قائم فشار داده شود، میتواند وزنهای به جرم 1 کیلوگرم را نگه دارد.
ولی برای افزایش مقیاس این اختراع تا ابعاد کاربردی، مشکلاتی وجود دارد. برای مثال، برای پوشش دادن سطح لازم جهت نگه داشتن یک نفر، موها باید بلند باشند و مشکل موهای بلند، در هم پیچیده شدن آنها است. یکی از دانشمندان دانشگاه صنعتی تورین در ایتالیا راهحلی برای این مشکل یافته است. او در سال 2007، طرحی ارائه کرد که مشابه درخت صنوبر، متشکل از نانولولههای کربنی بلند در یک تنه و نانولولههای کوتاهتر در شاخهها بود. وی با این ابتکار، دستکشی ساخت که هر جفت از آن حدود 10 کیلوگرم را تحمل میکرد.
با این وجود، طبیعت همچنان در این زمینه برتری دارد! چه آنکه کثیفی میان موهای مصنوعی ویژگی چسبناکی را کاهش می دهد، ولی پاهای مارمولک میتواند خود را تمیز کند.
5. شما هم انرژی تولید کنید
گوشی همراه شما یکی از اعجازهای عصر جدید است. با این حال فارغ از این که چه قابلیتهایی دارد، وقتی که شارژ باتریاش به انتها برسد، دیگر هیچ فایدهای ندارد. اما چقدر عالی میشد اگر از این باتریها خلاص میشدید و تمام انرژی مورد نیاز وسیله الکترونیکیتان را از دنیای اطراف تامین میکردید؛ مثلا سیم شارژر آن را به لباستان میزدید!
چند ماه پیش، زیهونگ لین وانگ از موسسه فناوری جورجیا در آتلانتا، پارچهای ساخت که از نانوسیمهای اکسیدروی بر رشتههای کلوار بافته شده است. هر بار که این ماده خم یا مچاله میشود، جریان الکتریکی ضعیفی را تولید میکند. وانگ و گروهش دریافتهاند که اگر هر پارچهای را با نواری از این فلز بپوشانند، میتوانند الکتریسیته حاصل را جمع کنند. با بهرهگیری از این فناوری میتوان انرژی دستگاههایی را که در بدن انسان قرار میگیرند، مانند دستگاه تنطیمکننده ضربان قلب، از خود فرد گرفت.
گروهی به هدایت دیوید ترن در داشگاه استنفورد کالیفرنیا هم ژنراتوری ابداع کردهاند که از فعالیت قلب، الکتریسیته تولید میکند. تولید الکتریسیته توسط این دستگاه با جلو و عقب کردن یک آهنربای ریز در سیمپیچی کوچک صورت میگیرد. آهنربا در یک لوله سیلیکونی مملو از مایع با دو بالون متصل به هر دو انتها قرار گرفته و کل دستگاه در قلب جای میگیرد. وقتی قلب میتپد، بالونها یکی پس از دیگری جمع میشوند و به مایع داخل لوله، نیرو وارد میکنند. نیروی وارد بر مایع سبب جلو و عقب شدن آهنربا در لوله میشود.
اما جالبتر از هر دوی این روشها، ابتکار آدام هلر از دانشگاه تگزاس در آستین است. او سلولی سوختی ساخته است که میتواند در رگ قرار بگیرد و از گلوکز خون به عنوان سوخت استفاده کند و جریان الکتریکی تولید کند.
__________________
ویکتور کوزن
ویکتور کوزن