جلود أسماك القرش تُلهم باحثين للتصدي للبكتيريا

يعكف باحثون على تطوير نسخ اصطناعية من جلود أسماك القرش، على أمل استخدامها يوما في المستشفيات للحد من عدوى الإصابات البكتيرية.

وقد طور بعض الباحثين نسخا من تصميم تلك الجلود المسننة للحصول على أسطح مقاومة للطحالب والبكتيريا.

ويدرس العلماء في الوقت الراهن كيفية الاستفادة من تقنية لصناعة جلود تعرف باسم "شاركليت" في المستشفيات، حيث يمثل الحفاظ على أسطح خالية من البكتيريا قضية اهتمام رئيسية للمهتمين بشؤون الصحة.

وتلجأ بعض المنشآت الطبية إلى عنصر النحاس الذي يتفاعل مع عمليات الخلايا في طيف متنوع من الميكروبات، مما يجعله ساما لبعض أنواع البكتيريا.

لكن المادة المستوحاة من جلد سمك القرش تعمل بشكل مختلف يُصعّب على البكتيريا الالتصاق بها في المقام الأول.
ويمكن تغطية الأسطح التي تُستخدم بشكل مستمر، كمقابض الأبواب ومفاتيح الإضاءة، بتلك المادة، على أمل الحد من معدلات الإصابة بأمراض خطيرة مثل عدوى المكورات العنقودية الذهبية.
وقد ظهرت فكرة استخدام تقنية جلود شاركليت عام 2002، عندما طلبت البحرية الأمريكية من أنتوني برينان، أستاذ هندسة المواد بجامعة فلوريدا، أن يفكر في طرق لوقف نمو الطحالب البحرية على السفن.

وكانت البحرية الأمريكية تكافح نمو الطحالب عادة باستخدام طلاءات سامة، والتي كانت تكبد البحرية تكلفة مرتفعة وجهدا كبيرا لطلاء السفن
ولاحت الفكرة لبرينان عندما لاحظ غواصة تعود إلى الميناء، فذكره المشهد بـ "حوت يدخل المرفأ متثاقلا".

فتساءل برينان عن أي الحيوانات البحرية بطيئة الحركة لا تتعرض أسطحها للاتساخ، وكان الجواب هو سمك القرش.

وبالنظر إلى جلد سمك القرش، لاحظ برينان نمطا يشبه سطح الماس المعين الأضلاع، والتي تكون أضلاعه دقيقة جدا.

ويتطلب مثل هذا السطح طاقة أكبر من البكتريا للالتصاق به، فلا تجد غير البحث عن مكان آخر أو الموت.

وتعرف مثل تلك التقنية، المستلهمة من العالم الطبيعي ومملكة الحيوان، بمحاكاة الطبيعة.
ومن أمثلة تلك التقنية التي تحاكي الطبيعة، استلهام أجزاء من فم البعوض في تصميم إبرة جراحية لا تسبب ألما، واستلهام البراغيث الثلجية في تحسين عملية نقل الأعضاء المتبرع بها.

مثال آخر، قصة طائر الرفراف (صائد السمك) وقطار الرصاصة (السريع).

وكان قطار الرصاصة الياباني الشهير اعتاد إصدار صوت مدوّي في تنقله عبر الأنفاق.

وكانت تلك الضوضاء تزعج الحياة البرية وتقلق راحة المسافرين، وتقض مضاجع الناس في المنازل القريبة.

ولكن بفضل حب مشاهدة الطيور، تمكن مهندس من علاج المشكلة بعد أن ألهمه طائر الرفراف (صائد السمك).

ودرس المهندس إيجي ناكاتسو منقار الطائر ولاحظ أن قُطره يستدق عند الطرف ويأخذ في الاتساع حتى يبلغ أقصاه عند رأس الطائر مما يقلل الأثر الناتج عن ارتطام الطائر بالماء لاصطياد السمك.

وأدى تصميم مقدمة ذلك القطار الياباني على غرار منقار طائر الرفراف إلى تقليل مقاومة الهواء، مما يسمح بحركة أكثر هدوءا وفعالية عبر الأنفاق.