crossorigin="anonymous">
10 أكتوبر , 2021
في بعض الأحيان لحل مشكلةٍ علمية كل ما يجب علينا فعله هو دراسة الطبيعة. نستشهدُ منها مثال الوزغة وهو حيوانٌ صغير معروفٌ بقوة الالتصاق الهائلة في قدميه مما يسمح له بالسير على الجدران وحتى على الأسقف. أدت هذه الظاهرة المميزة إلى ابتكار شريط جيكو(الوزغة) اللاصق وهو شريط قوي مصنوع يدوياً. ويشير اسمه إلى إن الوزغة والشريط يلتصقان بنفس الطريقة، لكن هل الفيزياء الأساسية في طريقة عملهما هي نفسها بالفعل؟
سبب التصاق الوزغة هو وجود أعمدة صغيرة في قدميها مما يسمح للقوى الكهربائية بين الجزيئات في القدمين والسطح الذي تمشي عليه الوزغة بالالتصاق وهذا ما يعرف بقوى (فان دير فال).
على مدار العشرين عاماً الماضية، أجريت الكثير من الأبحاث لإنشاء نُسخ اصطناعية تستخدم نفس هذا النظام وقد حققت نجاحاً باهراً. يمكن الآن شراء شريط جيكو(الوزغة) اللاصق وهو شريط قوي ذو وجهين ويرمز اسمه إلى إنه يستخدم نفس استراتيجية قدمي الوزغة.
للتأكد من صحة هذا الكلام قرر باحثو جامعة فرجينيا هانز تيرويشا ديكر، وماريون جرزيلكا، وسيمون ليبيناي، ودانييل بون التحقيق في طريقة عمل شريط جيكو، في البداية قاموا بدراسة سطح الشريط باستخدام المجهر ووجدوا فيه بالفعل أعمدة صغيرة مشابهة لأعمدة قدمي الوزغة. بعد ذلك قاموا بقياس طاقة الالتصاق بين الشريط والزجاج.
أصبح من الواضح أن شريط جيكو بالفعل أكثر لزوجة على الزجاج من الشريط العادي ذو الوجهين لكن هل تركيبة شريط جيكو هي أيضاً نفس التركيبة الخاصة بقدمي الوزغة؟ للإجابة عن هذا السؤال قام الباحثون بإزالة الأعمدة الموجودة على سطح الشريط وهنا كانت المفاجأة؛ حيث أن قدرة التصاق الشريط لم تتأثر، يبدو أن هناك شيئاً ما يحدث ليس له علاقة بالوزغة.
لمعرفة ما كان يحدث، قام الباحثون بدراسة سطح التلامس بين الشريط والزجاج أثناء التجربة (أي مقدار السطح المجهري حيث تتلامس المادتين حقاً) واتضح أنه مع الأعمدة أو بدونها كان هناك سطح تلامس أكبر بكثير بين شريط جيكو (الوزغة) والزجاج مما هو عليه في حالة الشريط العادي ذو الوجهين. بالنسبة لكل وحدة من مساحة “الاتصال الحقيقي” كان كلا النوعين من الشريط اللاصق متساويين إلى حدٍ ما.
ما تم استنتاجه من هذه التجربة أن الأعمدة الموجودة على سطح شريط جيكو (الوزغة) لا تلعب دوراً في قوة التصاقه على نقيض الوزغة التي تستخدم بنية سطح الأعمدة بشكل أساسي لمساعدتها على الالتصاق. على الرغم من أوجه التشابه بين تركيبة سطح الشريط والوزغة إلا أن شريط جيكو يعمل بنفس طريقة الشريط اللاصق العادي وهو أن سبب التصاقه الغراء ليس بسبب قوى (فان دير فال).
إذن لماذا يعمل شريط جيكو (الوزغة) بشكل أفضل؟ اتضح أن نعومة الشريط تجعل سطح التلامس أكبر من سطح الشريط العادي مما يجعله أكثر لزوجة وهذا بدوره يتوافق مع ما تفعله الوزغة مستخدمةً سطح الأعمدة لتوسيع التلامس بين قدميها وأي سطح آخر بالرغم من أنها تستخدم فيزياء مختلفة لتحقيق ذلك.
المصدر: https://phys.org
ترجمة: رهف ظافر الشهراني
تويتر: @RDA99688477
مراجعة: عبد اللطيف الرباح
تويتر: @al3lm
اشترك في قائمتنا البريدية ليصلك جديد مقالاتنا العلمية وكل ماهو حصري على مجموعة نون العلمية
اترك تعليقاً