ساخت پوستی مصنوعی با قابلیت ارتباط‌گیری با محیط

همه می‌دانیم که آفتاب‌پرست‌ها می‌توانند رنگ‌های خیره‌کننده خود را به سرعت ‌تغییر داده و با محیط سازگار شوند. این حیوان از این مزیت برای استتار، برقراری ارتباط و محافظت از خود در برابر گرمای بیش از حد استفاده می‌کند.

نه تنها زیست‌شناسان بلکه سایر دانشمندان نیز شیفته این ویژگی آفتاب‌پرست شده و سعی دارند از آن استفاد‌ه‌ای کاربردی کنند.

در همین مسیر محققان آکادمی علوم چین در شهر نینگبو، واقع در شرق این کشور موفق شده‌اند یک پوست مصنوعی مانند پوست آفتاب‌پرست درست کنند که واجد توانایی‌های حسی است. 

مدت‌هاست که معمایی ذهن کارشناسان را به خود مشغول کرده است: آفتاب‌پرست چگونه در زمان کوتاهی رنگ خود را تغییر می‌دهد؟

دویچه وله فارسی را در اینستاگرام دنبال کنید

امروزه می‌دانیم که این قابلیت ناشی از رنگدانه‌ها نیست، بلکه حاصل شبکه‌ای از کریستال‌های گوانین است که در درون سلول‌های پوستی خاصی در این جانور قرار دارد. این کریستال‌ها نور اطراف را منعکس می‌کنند و این نور بسته به فاصله بین این کریستال‌ها با طول موج‌ها‌ و شدت‌های مختلفی می‌شکند.

عامل چنین تغییر رنگی در آفتاب‌پرست هیجانات اوست. پژوهشگران چین بر اساس چنین دانسته‌ای پوستی مصنوعی ساخته‌اند که وقتی در معرض محرکی قرار می‌گیرد واکنش‌های رنگی مشابهی مانند آفتاب‌پرست نشان می‌دهد.

تائو چن، پژوهشگر چینی و همکارانش در مجله تخصصی "فیزیکال ساینس" نوشته‌اند که این ماده قادر است در طیف وسیعی نور را بازتاب دهد.

در این ماده پلیمرهای نرم و مرطوب یا به اصطلاح هیدروژل‌ها نقش پوست آفتاب‌پرست را ایفا می‌کنند؛ هیدروژل‌هایی در ابعادی چند سانتی‌متری که محققان آن‌ها را به شکل ورقه‌ها یا اشیاء مسطح دیگر ساخته‌اند.

به کانال دویچه وله فارسی در تلگرام بپیوندید

هسته این هیدروژل در دو لایه نازک پلیمری احاطه شده است. هسته و لایه‌های بیرونی واجد موادی هستند که وقتی در معرض نور ماوراء بنفش قرار می‌گیرند به رنگ‌های قرمز، سبز و آبی بازتاب می‌‌یابند.

این هیدروژل‌ها حاوی زنجیره‌هایی جانبی‌اند که آن‌ها را قادر به تغییر در برابر دمای محیط و شرایط شیمیایی می‌کند. در نتیجه، با گرم‌تر شدن، اسیدی‌تر یا بازی‌تر شدن محیط اطراف، طول موج این نورهای بازتاب‌یافته تغییر می‌کند.

پوست‌های هیدروژلی چندرنگی را می‌توان به عنوان شاخص‌های ایمنی و همچنین به عنوان پوست برای روبات‌ها استفاده کرد. در این صورت روبات‌ها قادر خواهند بود از این طریق خود را استتار و از طریق تغییر رنگ با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و از خود در مقابل گرم شدن بیش  از حد محافظت کنند.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  ۶۰هزار گونه مختلف

  طبق یک مطالعه جهانی به سرپرستی محققان دانشگاه ییل آمریکا، حدود سه تریلیون درخت در سراسر جهان وجود دارد. این تعداد درخت شامل ۶۰هزار گونه شناخته‌شده می‌شود که بیش از نیمی از آن‌ها بومی‌‌اند، به این معنی که فقط در کشوری خاص یافت می‌شوند. برزیل، کلمبیا و اندونزی بیش‌ترین گونه‌های درختی را در خود جا داده‌اند. اما یک خبر بد: امروزه تعداد درختان کره خاکی ما نسبت به آغاز تمدن بشر ۴۶درصد کاهش یافته است.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  درختان مهاجرت می‌کنند"

  روشن است که درختان نمی‌توانند راه بروند، اما آ‌ن‌ها می‌توانند مرکز تراکم خود را به دلیل فشارهای ناشی از تغییرات آب‌ و هوایی تغییر دهند. در یک بررسی بین سال‌های ۱۹۸۰ تا ۲۰۱۵ در شرق ایالات متحده مشخص شد که ۷۳درصد از درختان به سمت غرب، جایی که در آن بارندگی بیش‌تر بود حرکت کرده‌اند. باقی درختان نیز ظاهرا برای فرار از گرما راهی قطب‌ها شده‌اند. به طور متوسط آن‌ها در هر دهه ۱۶ کیلومتر جابه‌جا شده‌اند.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  خنک‌ کردن شهرها

  درختان نه تنها سایه‌گسترند بلکه می‌توانند با تعریق ـ جذب اکسیژن و انتشار آب به هوا از طریق برگ‌ها ـ دمای شدید هوا را کاهش دهند. مناطق شهری امکان دارد در تابستان به "جزایر گرم و سوزنده" تبدیل شوند. اما مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۹ در آمریکا انجام شد نشان داد که پوشش تاج درختان می‌تواند در تابستان دمای شهرها تا ۵ درجه سانتی‌گراد کاهش دهد.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  مکنده مواد زیان‌بخش

  درختان گاز دی اکسید کربن را از هوا می‌گیرند و بنابراین در مبارزه با تغییرات آب و هوایی نقشی مهم بازی می‌کنند. آن‌ها می‌توانند از برگ‌های خود برای فیلتر ذرات معلق در هوا و گاز‌های سمی، نظیر دی اکسید نیتروژن و دی اکسید گوگرد استفاده کنند. اخیرا در بریتانیا تحقیقی انجام شده که حاصل آن این است: سه درخت توس نقره‌ای، سرخدار و آقطی به‌ترتیب قادرند ذرات معلق در هوا را ۷۰، ۷۱ و ۷۹درصد کاهش دهند.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  شفابخش انسان

  درختان می‌توانند سطح استرس ما را کاهش دهند و به ما کمک‌ کنند تا خود را شاد و سالم حس کنیم. چندین مطالعه نشان داده که وقت گذراندن در طبیعت یا حتی نگاه کردن به درختان یا گل‌ها از پنجره می‌تواند باعث کاهش فشار خون، تقویت سیستم ایمنی بدن، بهبود خواب، کاهش افسردگی و اضطراب و حتی تسریع بهبودی بعد از جراحی شود.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  درختان با یکدیگر "حرف می‌زنند"

  جنگل‌ها سیستم ارتباطی خاص خود را دارند که مثل یک اینترنت زیرزمینی زمینه مبادله مواد مغذی و ارسال پیام‌های هشداردهنده در مورد خشکسالی یا بیماری را برای آنان فراهم می‌کند. آن‌ها از طریق‌ شبکه‌ میکوریزا یا قارچی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. تحقیقات سوزان سیمارد بوم‌شناس نشان داد که درختان توس کاغذی (در عکس بالا) و صنوبر از این سیستم برای ارسال آب، کربن و مواد مغذی استفاده می‌کنند.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  ارسال سیگنال هشداردهنده

  درختان نمی‌توانند برای در امان ماندن از گزند گیاه‌خواران فرار کنند. اما آ‌ن‌ها می‌توانند موادی شیمیایی، حاوی ترکیبات آلی هشداردهنده از خود آزاد کنند که به سایر همنوعانشان می‌گوید: تهدیدی در منطقه وجود دارد. مطالعات نشان می‌دهد که در این موارد سایر درختان با افزایش تولید مواد سمی ضد علف‌خواران به این پیام واکنش نشان می‌دهند؛ همان موادی که باعث تلخ شدن برگ اقاقیا می‌شود.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  فراخوان کمک

  وقتی برخی گونه‌ها مانند درختان سیب و گیاهان گوجه‌فرنگی، خیار و لوبیای لیما در محاصره حشرات موذی یا انگل‌ها قرار می‌گیرند از خود ترکیباتی به هوا ساطع می‌کنند تا شکارچی این مهاجمان را جذب کنند. اغلب این مهاجمان حشره‌اند. طبق یک بررسی مطالعاتی در اروپا، درختان آلوده به کرم برای جذب پرندگان کرم‌خوار، مانند پرنده چرخ‌ریسک بزرگ که در عکس دیده می‌شود از خود سیگنال‌هایی شیمیایی ارسال می‌کنند.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  متوسلاه، قدیمی‌ترین درخت جهان

  درختان کهن‌ترین موجودات زنده روی زمین هستند. برخی از آن‌‌ها صدها یا هزاران سال زنده می‌مانند. طبق فهرست قدیمی‌ترین درخت‌ها، کهن‌ترین درخت شناخته‌شده کنونی یک کاج بریستلکون در کوه‌های سفید کالیفرنیاست. نام آن متوسلاه است و قدمتش به حدود ۴هزار و ۸۵۰ سال می‌رسد. جایگاه دقیق آن در تدبیری حفاظتی محرمانه باقی مانده است.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  هیپریون، غول درختان

  وقتی پای هیپریون به میان می‌آید دیگر تنها یک عکس نمی‌تواند حق مطلب را ادا کند. این بلندترین درخت دنیا در پارک ملی ردوود (چوب سرخ) در شمال کالیفرنیا با بلندای ۸۵/ ۱۱۵ متر (۳۸۰ فوت) بلندتر از "بیگ بن" یا بلندترین برج ساعت جهان در لندن یا مجسمه آزادی در نیویورک است. قدمت این غول درختی که در سال ۲۰۰۶ در کالیفرنیا کشف شد صدها سال تخمین زده شده است.

• گالری عکس: یازده ویژگی شگفت‌آور درختان

  ژنرال شرمن، یک رکوردشکن دیگر

  ژنرال شرمن رکوردشکنی دیگر است. این درخت یک سکویای غول‌پیکر است که به افتخار ویلیام شرمن، فرمانده کل ارتش آمریکا در سال‌های ۱۸۶۹ تا ۱۸۸۳ نام‌گذاری شده است. ارتفاع این درخت ۸/ ۸۳ متر و قطر تنه آن ۷/۷ متر است. سن تقریبی این درخت بیش از ۲هزار سال تخمین زده شده و جایگاه آن پارک ملی سکویا در کالیفرنیاست.