نجح فريق في مختبر Silklab بجامعة Tufts بقيادة فيورينزو أومينيتو في تطوير طلاء حساس يسجل موضع وشدّة الضرب بصرياً دون الحاجة إلى مجسّات إلكترونية. نُشرت النتائج في مجلة Advanced Science، ويعرض العمل طريقة بسيطة وقابلة للتطبيق على مواد صناعية متعددة.
تتألف الطبقة الطلائية من جسيمات كروية دقيقة بحجم يوازي خلية دم بشرية تقريباً. كل جسيم يحتوي نواة من بوليمر يغيّر لونه يُسمّى بوليدياستيلين (polydiacetylene)، ومحاطاً بغلاف صلب من بروتينات فيبروين الحرير المستخلصة من عث الحرير. عند تعرّض النواة لإجهاد ميكانيكي يلتوي العمود الفقري الكيميائي للبوليمر، فيتغير امتصاص الإلكترونات للضوء فينتقل اللون من أزرق غامق إلى أحمر زاهي. الغلاف الحريري يقلل التنبيهات الكاذبة ويمكن ضبط حساسية الطبقة للاستجابة لمستويات قوة مختلفة.
يبقى التغير اللوني ثابتاً، مما يولّد خريطة دائمة للضربات، وتُحوّل شدة التغير إلى نيوتنات. الصيغة الحالية تكتشف قوى في نطاق 100 إلى 770 نيوتن، وهو مدى يتدرّج من نقرة خفيفة إلى لكمة قوية. يمكن دهن أو رش أو سكّ الطلاء لتشكيل أغشية على الورق والبلاستيك والخشب والمعدن، وعلى الأسطح المنحنية والمرنة، ويعد الطلاء خفيف الوزن ورخيص وسهل التوسع للإنتاج.
تشمل الاستخدامات المحتملة مراقبة خوذات كرة القدم لتسجيل الارتجاجات، وتتبّع تاريخ تعامل الطرود، وتحليل مشية المرضى، ودراسة الأسطح في الديناميكا الهوائية، وتقييم التعرض للانفجارات العسكرية أو الصناعية. تعاون الفريق أيضاً مع عازفة الطبول Terri Lyne Carrington لتطبيق الطلاء على رؤوس الطبول، حيث أنتجت أنماط الضرب خرائط بصرية مجردة قد تساعد في تحسين التصويب والتقنية.
كلمات صعبة
- جسيم — جزء صغير جداً من مادةجسيمات
- نواة — المركز الصلب أو الأساسي داخل شيء
- بوليمر — مادة كيميائية مكوّنة من سلاسل طويلة
- بروتين — مركب عضوي يبني خلايا وأنسجةبروتينات
- امتصاص — عملية أخذ طاقة أو مادة إلى الداخل
- حساسية — قدرة المادة على الاستجابة للتأثيرات
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- كيف قد تُحسّن قدرة الطلاء على تسجيل الضربات بصرياً سلامة اللاعبين في الرياضات العنيفة؟ اذكر عملاً واحداً أو مثالاً.
- ما الفوائد والمشاكل المحتملة عند تطبيق هذا الطلاء على السلع أثناء الشحن؟ اذكر سببين أو ثلاثة أسباب.
