مواد اصطناعية تعيد بناء نفسها من خلال التواصل الكيميائي

تمكن فريق من الباحثين من جامعة بيتسبرغ University Of Pittsburgh من صناعة مادة هلامية لها القدرة على التصرف بشكل حي بصورة مماثلة لعملية الاتصال البايولوجي البدائي.

يوضح فريق العمل في ورقة بحثية تم نشرها في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences ان المواد الاصطناعية بامكانها اعادة تكوين نفسها من خلال مزيج من التواصل الكيميائي والتفاعل مع الضوء. قامت البروفيسورة المسؤولة عن البحث آنا بالاش Anna Balazs بدراسة خصائص المادة الهلامية على مدى طويل, حيث تم تصنيع هذه المادة لأول مرة سنة 1990, وقد أظهرت هذه المادة وجود ذبذبات و نبضات ذاتية بدون وجود محفز خارجي.

وفي دراسةً سابقة لاحظ فريق البحث بأن الأجزاء الطويلة من المادة الهلامية تلتصق وترتبط بالسطح بنهاية واحدة تجاه القطعة الاخرى كما لو كانت تحاول تبادل المعلومات فيما بينها عن طريق إرسال إشارات, وان حصول هذه الظاهرة قاد الباحثين الى تحرير النهايات الثابتة للمواد الهلامية و إتاحة حرية الحركة لها. كما قام فريق الباحثين بتطوير نموذج ثلاثي الابعاد للمادة الهلامية لإختبار تأثير الاشارات الكيميائية والضوء على هذه المادة, وقد وجدوا إنه حالما تتباعد جزيئات المادة الهلامية عن بعضها, فأنها تعود بشكل تلقائي للإلتصاق معاً مُظهِرَةً وصلات كيميائية ذاتية, اي ان لها القابلية على إرسال وتحسس الاشارات الكيميائية والتحرك إستجابةً لتلك الإشارات.

تقول البروفيسورة بلاش: "ان الدراسة توضح قابلية المواد الاصطناعية على التعبير عن نفسها و إتباع نشاط أو أمر مماثل لما هو موجود لدى الاحياء كالأميبا و النمل الأبيض, ان الأمر مشابها لقطع لعبة الليغو* التي بامكانها تفكيك اجزائها ثم تعيد تشكيل نفسها بوضعيات وأشكال جديدة, كما تتيح لك التحكم بهذه الأشكال عن طريق التفاعل الكيميائي والضوء.” وتضيف ايضاً: "ان النتائج التي توصلنا لها تمهد الطريق لابتكار مواد قابل لاعادة تشكيل نفسها من عناصر ذاتية, التي تتواصل مع الوحدات المجاورة لها بشكل مستقل وبالتالي تشارك في بناء التركيب النهائي.” ويقول الباحث المشارك في الدراسة اولغا كوكسينوك Olga Kuksenok: "وجدنا هذا النظام ليكون مثيراً للغاية ومهم جداً لانه يوفر فرصة نادرة لدراسة الوصلات الكيميائية الذاتية في المواد الاصطناعية.”