کِرم خونی اعماق اقیانوس، الهام‌بخش مهندسی مواد!

حکیم مهر: پژوهشگران موفق به شناسایی نوعی از کِرم خونی در اعماق اقیانوس‌ها شده‌اند که با نیش‌های فلزی حفاری می‌کند و می‌تواند الگویی برای بهبود فرآیندهای ساخت مواد کامپوزیتی باشد.

به گزارش حکیم مهر به نقل از ایرنا، یک موجود کوچک دریایی به نام «کرم‌خونی» (bloodworm) با آرواره‌ خود در بستر گِل‌ولای کف اقیانوس چندین متر حفاری می‌کند. بررسی این جانور دریایی نشان داد که آرواره این کِرم حاوی مقدار زیاد و نامعمولی از مِس است. اکنون مشخص شده که یک پروتئین ساده عامل رشد این نیش‌های دندانی فوق‌العاده در این کِرم است و این شناخت می‌تواند الهام‌بخش راه‌های تازه‌ای برای ساخت مواد باشد.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا به بررسی آرواره ۲ میلی‌متری این کِرم‌خونی موسوم به «گلیسرا دیبرانچیاتا»(Glycera dibranchiate)  پرداخته‌اند که از ۱۰ درصد مس تشکیل شده است و در کل دوره زندگی پنج ساله این کرم دوام می‌آورد. پژوهشگران می‌گویند این کرم کوچک آرواره‌ای دارد که به سختی و محکمی برنز و نیز برخی سرامیک‌ها است و شکل‌گیری این آرواره بطور خودکار انجام می‌شود.

این محققان برای آگاهی از چگونگی این فرآیند و نیز تحقیق درباره ترکیب و جزئیات مربوط به کارکرد این دندان‌های نیشی کرم مورد اشاره، از فنون پیشرفته تحلیل مولکولی و مکانیکی استفاده کردند. این گروه پژوهشی کشف کرد که روند رشد این دندان‌های نیشی در این موجود دریایی با یک نوع پروتئین انجام می‌شود که در واقع یک فرآیند چند مرحله‌ای را کنترل می‌کند. مطابق این فرآیند با جذب مس از محیط و سپس ترکیب مس با یک محلول آبکی شروع می‌شود. سپس با جداسازی محلول یک مایع غلیظ به دست می‌آید که تبدیل یک آمینواسید موجود به ملانین را تسهیل می‌کند.

پژوهشگران می‌گویند که هرچند ملانین در سایر حیوانات اغلب به عنوان رنگدانه برای ایجاد ویژگی‌های رنگی عمل می‌کند اما به نظر می‌رسد که در این کِرم‌خونی موجب می‌شود که دندان‌های نیشی این موجود دریایی در برابر پوسیدگی و فرسایش مقاوم باشند. به گفته «هربرت وایت» از دانشگاه کالیفرنیا، در نتیجه فعل و انفعالات مواد یک ماده ترکیبی (کامپوزیت) مانند تایرهای تقویت شده لاستیکی یا فایبرگلاس تشکیل می‌شود اما تولید این ماده در این حیوان ماشین‌آلات کمتری نسبت به صنایع دارد.

ساختار نسبتا" ساده پروتئین مورد استفاده در این فرآیند تعجب‌آور است چرا که در «شیمی‌ زیستی» (بیوشیمی) کاتالیزورها معمولا بر پایه پروتئین‌های پیچیده‌تری استوار هستند و پروتئین هم نقش بیشتری از صرفا نقش یک کاتالیزور ایفا می‌کند. یافته‌های این تحقیقات می‌تواند به مهندس‌ها کمک کند تا طراحی و تولید مواد کامپوزیت مانند بتون و تایرهای توپر لاستیکی (rubber-filled tires) را بهبود بخشند به طوری که به یک معنا می‌تواند به این مواد کمک کند تا خودشان را بسازند.