نجح فريق بحثي بجامعة فريدريش ألكسندر إرلانجن نورنبرغ الألمانية في تحقيق طفرة في علم المواد، بتطوير عضلات اصطناعية ذكية تعتمد على آلات جزيئية متناهية الصغر، يمكنها تغيير شكلها وخصائصها الميكانيكية استجابةً لنبضات ضوئية محددة.
ويسعى الباحثون إلى هياكل ثلاثية الأبعاد قادرة على أداء وظائف فيزيائية ملموسة، محاكياً في ذلك عمل العضلات البشرية التي تعتمد على انزلاق البروتينات لتوليد الحركة. ومن خلال دمج مئات الآلاف من هذه المحركات النانوية في بوليمرات متخصصة، أصبح بإمكان الباحثين توليد طاقة كافية لتحريك المادة والتحكم بها عن بُعد دون الحاجة إلى أسلاك أو مصادر طاقة كهربائية تقليدية.
وتعتمد آلية التحكم في هذه المواد على استخدام أطوال موجية مختلفة من الضوء؛ حيث تؤدي كل موجة إلى تغيير في الشكل الهندسي للجزيئات، وهو ما يفتح آفاقاً واسعة لتطبيقات مستقبلية مبتكرة. فبالإضافة إلى العضلات الاصطناعية، يمكن توظيف هذه التقنية في ابتكار «شاشات حجمية» ثلاثية الأبعاد قابلة للمسح وإعادة الكتابة لحظياً، أو تطوير مواد ذكية تتغير صلابتها ومرونتها فور تعرضها لألوان ضوئية معينة.
ويأتي هذا المشروع بدعم مالي يصل إلى 900 ألف يورو من مؤسسة «فولكس فاجن»، حيث يعكف الفريق خلال السنوات الأربع المقبلة على تحسين ترتيب هذه اللبنات الجزيئية لضمان الانتقال الفعال من التجارب المختبرية إلى تطبيقات عملية للمواد الوظيفية القابلة للبرمجة. ويمثل هذا التطور تحولاً جوهرياً في الصناعة، حيث تتجه الأنظار نحو أنظمة تعتمد على المكونات الذرية لتحقيق نتائج ماكروسكوبية تغير مفاهيم الهندسة والمواد التقليدية.
