المواد الذكية: روبوتات متناهية الصغر وذاتية المعالجة

تخيّل جسوراً خرسانية يمكنها معالجة التصدعات والكسور التي تحدث فيها ذاتياً من دون تدخل بشري، أو أجهزة متناهية الصغر تحقن في الجسم من أجل علاج المرض. نموذجان لتطبيقين لفئة من المواد الذكية التي تتغير وتتكيف مع بيئتها. وهي مواد مستوحاة من الكائنات الحية. ولهذه المواد القدرة على تغيير طريقة حياتنا وفقاً لتقرير جديد.

 

لكن استخدامها قد يتطلب وجود تشريعات تنظم ذلك لتجنب الآثار الجانبية التي قد تنجم عن ذلك بحسب وثيقة صادرة عن الجمعية الملكية في المملكة المتحدة. بعض المواد "الحيّة" موجودة فعلاً وهي قيد الاستخدام مثل الطلاء والإسمنت ذاتي المعالجة أو الإصلاح القادر على إصلاح نفسه، لكن المزيد من التطبيقات في طريقها للظهور. وقال البروفسور مارك ميودونيك، أحد المشاركين في صياغة التقرير: "هذا قرنٌ حاسم حقاً لنا. ننطلق من رؤية غير حية للمواد التي نصنعها، هي متطورة لكنها تتفكك، ونتجه إلى اعتماد رؤية بيولوجية أكثر للأشياء التي سنقوم بإنتاجها".

"إذا تضررت الجسور في المستقبل، ستدرك ذلك بنفسها، وعندها ستكون قادرة على فعل شيء ما حيال ذلك".

 

هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج الخرسانة ذاتية الإصلاح. الأولى تستخدم كبسولات مزروعة في الخرسانة تسد الصدوع عندما تنشأ. تقوم الكبسولات بإطلاق مادة مستخلصة من البيتومين تتصلب عند تعرضها للهواء والماء وتملأ الفجوات والشقوق. أما الطريقة الثانية فهي تعتمد أيضاً على الكبسولات، ولكنها تكون محشوة بالبكتيريا. وعندما تتشقق الخرسانة، تطلق الكبسولات تلك البكتيريا التي تنتج الكالسيت المعدني لمعالجة الضرر الحاصل. وجرت بالفعل تجربة هذه التقنية على الطرق في المملكة المتحدة.

 

وتوجد تطبيقات أخرى لمواد ذاتية المعالجة مثل شاشات الهواتف المحمولة التي يمكنها إصلاح نفسها عند التصدع، والأجهزة الإلكترونية التي تعيد إصلاح الدوائر الإلكترونية التالفة فيها، وتستعيد عملها. وقال البروفسور ميودونيك: "السؤال من وجهة نظري ليس إن كان ذلك ممكناً بل متى يدخل ذلك حيز التنفيذ، أما بخصوص ما إذا كان هذا التقرير سابق لأوانه، لا أرى أبداً أنه كذلك". 

الطب هو مجال كبير آخر من المتوقع أن يشهد استخدام المواد الحية فيها على نطاق واسع.

 

يمكن حقن أجهزة مجهرية تعمل على المدى الطويل في مجرى الدم للقيام بجراحات صغيرة أو معالجة الضرر أو القيام بعمليات جس وجمع البيانات. يمكن دفع هذه الروبوتات الصغيرة بواسطة محركات صغيرة تعمل بالطاقة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية. ويمكنها توصيل الأدوية إلى نقاط محددة في الجسم، مثل الأورام. قد تكون الملابس أيضاً مجالاً يمكن تطبيق هذه التقنية فيها. قال البروفسور ميودونيك: "هناك بعض التطبيقات المثيرة في هذا المجال، باستطاعتها تغيير شكل ملابسك أو تغيير الألوان بحسب حالتك المزاجية". أضاف، "باستخدام التكنولوجيا القابلة للارتداء، يمكن أن تكون لديك أجهزة استشعار في الملابس.