عادي
تعمل بتقنية مجاهر القوة الذرية

باحثو «نيويورك أبوظبي» يطوّرون نوعاً جديداً من المسابير الثلاثية الأبعاد

15:18 مساء
قراءة 3 دقائق
أبوظبي:
«الخليج»
كشف فريق من الباحثين من مختبر الموائع الدقيقة والأجهزة المصغرة المتطورة في «جامعة نيويورك أبوظبي» تطوير نوع جديد من المسابير العاملة بتقنية مجاهر القوة الذرية. ويحمل الابتكار الحديث الذي صمّم بشكلٍ ثلاثي الأبعاد اسم 3DTIPs، وتتيح التقنية للباحثين مراقبة العينات والأجسام الدقيقة والنانوية وقياسها والتعامل معها بدقة غير مسبوقة، ويمكن الاستفادة من مسابير 3DTIPs الجديدة، في مجموعة كبيرة من التطبيقات وعمليات المراقبة والاكتشافات بكفاءة أكبر، مقارنةً بالمسابير القياسية والقائمة على مواد السيليكون وأشباه الموصلات.
وتُستخدم تقنية مجهر القوة الذرية في تحديد خصائص العينات، بمسبار متناهي الصغر، يمسح الأسطح، ويقدم دقة كبيرة، أعلى بألف مرة، مقارنةً بالمجاهر الضوئية، وتُعد هذه التقنية وسيلة محورية في مجالات عدّة، بما في ذلك العلوم الأساسية والطبية الحيوية، حيث تتنوع تطبيقاتها، من دراسة البكتيريا الحية وخلايا الثدييات، وتحليل جزيئات الحمض النووي، ودراسة البروتينات فورياً، وتصوير الجزيئات الدقيقة، وصولاً إلى الجسيمات دون الذرية.
ويمثل مسبار مجهر القوة الذرية صميم هذا الابتكار، إذ يتألف من ذراع ناتئ مع طرف مدبّب في نهايته، بإمكانه استشعار سطوح العيّنات وتحسسها عن طريق الجذب والتنافر، بالطريقة نفسها التي نستخدم بها رؤوس أصابعنا، لكن بدقة تصل إلى المستوى الذري. وتتسم المسابير السيليكونية الحالية بأنها صلبة وهشة ومتوفرة وفق أشكال محددة، ما يجعلها قليلة الكفاءة في فحص الأجسام الرخوة مثل خلايا الثدييات.
ونشرت مجلة «أدفانسد ساينس» ورقة بحثية بعنوان الجيل الثلاثي الأبعاد من مسابير مجاهرhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201489 القوة الذرية متعددة الاستخدامات، حيث طرح الباحثون تقنيتهم الخاصة لإنتاج الجيل الجديد من مسابير القوة الذرية باستخدام الطباعة الثلاثية القائمة على البلمرة الثنائية الفوتون. وتتمتع المسابير الجديدة بمرونة أكبر من نظيراتها القائمة على السيليكون، ما يجعلها أكثر ملاءمةً لتطبيقات مجاهر القوة الذرية التي تتطلب تفاعلاً أكثر دقة مع الخلايا والبروتينات وجزيئات الحمض النووي. كما توفر خصائصها المادية القدرة على إجراء فحوص أسرع بمئة مرة من فحوص مسابير السيليكون العادية، وفق الأبعاد ذاتها، وقد تتيح هذه المزايا القدرة على تصوير مقاطع فيديو تلتقط الأنشطة الحيوية للبروتينات والحمض النووي وحتى الجزيئات الأصغر حجماً بشكل فوري.
وقال الدكتور محمد قسايمة، الباحث الرئيسي في المشروع والأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية والبيولوجية الطبية في الجامعة «تمكن هذه التقنية الجديدة تطوير النماذج الأولية بسرعة، ما يضمن دورة إنتاج سلسة لمسابير مجاهر القوة الذرية التي ترتكز على التطبيقات والوظائف المطلوبة. ويتيح لنا إنتاج مسابر متخصصة من هذا النوع،آفاقاً بحثية غير محدودة في مختلف التخصصات».
وقال الدكتور أيوب كلية، المؤلف الأول للدراسة والباحث المساعد في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مختبر الموائع الدقيقة والأجهزة المصغرة المتطورة «يمكن لمسابير 3DTIPs إنتاج صور بتقنية مجاهر القوة الذرية العالية الدقة بسرعة كبيرة، باستخدام نماذج مجاهر القوة الذرية الشائعة وفي البيئات الهوائية والسائلة. ويساعد تحسين طرفها المدبب بالحفر بالشعاع الأيوني المركّز واستخدام الأنابيب النانوية الكربونية، على تعزيز قدراتها بشكل كبير، لالتقاط الصور بتقنية مجاهر القوة الذرية العالية الدقة التي تصل حتى قياسات الانجستروم».
ودعمت الدراسة مالياً، «جامعة نيويورك أبوظبي»، وصندوق دعم الأبحاث التابع لها، وبرنامج الجري الدولي التابع لمؤسسة «تيري فوكس» في فانكوفر بكندا.
التقييمات
قم بإنشاء حسابك لتتمكن من تقييم المقالات

لاستلام اشعارات وعروض من صحيفة "الخليج"