שתפו‬        

ד"ר דניאל מדר

בזכות הלחות

25 באוגוסט 2015



 

הלחות שבאוויר הופכת את הקיץ למעיק בעבור רבים. אבל כשזורקים למשוואה נבגים עמידים של חיידק ורצועה עשויה פולימר מיוחד, ייתכן שנמצא הסוד להנעה של רובוטים קטנים.

נבגים (spores) הם תאים רדומים ומכווצים של חיידקים או פטריות, אשר עמידים בפני יובש, קרינה, חום, חומציות, קור ושאר תנאים קיצוניים. יש נבגים שמסוגלים לשרוד מסע בחלל כשהם חשופים לריק, ליובש ולקרינה, ולאחר שובם לכדור הארץ לחזור לחיים, לגדול ולהתרבות. יכולות אלו מאפשרות לחיידקים ולפטריות, אשר בדרך כלל לא יכולים לנוע אקטיבית למרחקים גדולים, לשרוד במשך תקופה ארוכה כאשר התנאים נעשים בלתי הולמים לחיים במקום שהם נמצאים בו.

נבגים של Bacillus subtilis, צבועים בירוק. לחצו להגדלה. צילום: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc, wikipedia
נבגים של Bacillus subtilis, צבועים בירוק. לחצו להגדלה. צילום: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc, wikipedia

החיידק Bacillus subtilis חי לרוב באדמה. כאשר הנבגים שלו נחשפים ללחות, הם מתנפחים בעד שישה אחוזים מנפחם במצב מכווץ. כאשר הלחות נעלמת, הם מתכווצים במהירות חזרה. הנבגים יכולים לבצע פעולת התכווצות זו כמיליון פעמים. זוהי עמידות מדהימה: הלב האנושי מתכווץ 35 מיליון פעמים בשנה, אבל רק הודות לעבודת תחזוקה ותיקונים בלתי נלאים (החלפת תאים ישנים בחדשים, תיקון רקמות חיבור וכדומה). הנבגים מתכווצים מיליון פעמים ללא כל תחזוקה.

כיצד יכול המנגנון המופלא הזה לתרום לאדם? חוקרים הדביקו את הנבגים לצד אחד של רצועה מעוקלת עשויה פולימר מיוחד. כאשר מיליוני הנבגים נחשפו ללחות והתנפחו בו-זמנית בצד אחד של הרצועה המעוקלת, הם גרמו לה להתיישר. כאשר התייבשו שוב, הרצועה התעקלה וחזרה לצורתה המקורית. כאשר עורמים רצועות כאלו אחת על השנייה, ניתן ליצור מעין שריר מלאכותי, שמתארך כאשר הוא נחשף ללחות ומתכווץ ביובש.  ה"שריר" המוארך יכול להיות ארוך פי ארבעה מהשריר המכווץ, ויכול להרים משקל של פי 50 מהמשקל העצמי שלו.

בעזרת שריר הנבגים ושליטה ברמת הלחות הצליחו החוקרים להדליק נורת LED קטנטנה, לסובב "גלגל ענק" מיניאטורי ולהניע מכונית צעצוע. מחקר עתידי בתחום יוכל להטמיע שימוש ב"אנרגיה חופשית" זו של שינויי לחות ולהוביל ליצירת מקור כוח אוטונומי למוצרים שונים, כגון רובוטים קטנים.

צפו בשריר המלאכותי מניע מכונית צעצוע:

[youtube height="HEIGHT" width="WIDTH"]https://www.youtube.com/watch?v=xeLD8u-z-Wg[/youtube]




שתפו‬        


הירשמו לניוזלטר שלנו

עקבו אחרי זווית