زره جنگی سربازان با پوست میگو!

به گزارش سرویس علم و فناوری جی پلاس؛ کیتین یکی از مواد طبیعی بسیار قوی است که پوسته بدن سخت‌پوستان را تشکیل می‌دهد. این ماده از بال‌های پروانه محافظت می‌کند و در سلول‌های قارچ هم یافت می‌شود. کیتین یک پلیمر بلند است که به طور طبیعی ساخته می‌شود و کاملا تجزیه پذیر است و دانشمندان به این ماده به عنوان بهترین جایگزین برای پلاستیک فکر می‌کنند تا بتوانند ماده‌ای دوستدار محیط زیست درست کنند. این ماده مشتقی از گلوکز – مولکولی که تقریبا در تمام موجودات زنده انرژی تولید می‌کند- است و در جانداران متنوعی یافت می‌شود. این ماده سازنده اصلی دیواره سلولی قارچ‌ها، اسکلت خارجی بندپایانی چون خرچنگ‌ها و حشرات، رادولای نرم‌تنان و منقار سر پایان، از جمله ماهی مرکب و هشت‌پا است.

حال دانشمندان دانشگاه هیوستون در آمریکا از این ماده استفاده کرده‌اند و با تقویت ساختار شیمیایی آن و با کمک چاپگر سه‌بعدی یک زره برای محافظت از بدن سربازان درست کرده‌اند. آن ها برای این کار مبلغ ۶۶۰ هزار دلار کمک هزینه از وزارت دفاع آمریکا دریافت کردند.

دانشمندان معتقدند که اگر بتوانند این موارد را پردازش کنند و عملکرد آن را به سطح قابل قبولی برسانند، می‌توانند در آینده به جای پلاستیک از آن استفاده کنند. آن ها در تحقیقات خود از کیتین قارچ استفاده کردند زیرا نسبت به کیتین میگو باثبات‌تر و مقاوم‌تر است. زنجیره‌های کیتین مشتق از گلوکز دارای شاخه‌های کوچکی هستند که در انتها به گروه‌هایی با نام استیل (acetyl) وصل می‌شوند و همین امر این ماده را به ماده‌ای شکننده تبدیل می‌کند. محققان برای مقابله با این شکنندگی، گروه‌های استیل را به صورت شیمیایی از بین بردند تا یک ماده شیمیایی جدیدی به نام کیتوسان بسازند.

کیتوسان را نیز سپس اصلاح کردند تا بتوانند زنجیره‌های کیتین را روی یکدیگر قرار دهند. این زنجیره‌های جداگانه به یکدیگر نزدیک می‌شوند و پیوندهای فوق‌العاده قدرتمندی ایجاد می‌کنند و در نهایت به ماده‌ای محکم و مقاوم تبدیل می‌شوند. محققان سپس از چاپگر سه‌بعدی برای ساخت محصول از این ماده قوی استفاده کردند و زره‌ای برای محافظت از بدن سربازان ساختند. این زره از سه لایه کیتین تشکیل شده که یکی از آن ها اثرات ضربات سنگین را خنثی می‌کند، یکی گازهای سمی موجود در هوا را جذب می‌کند و سومی امکان می‌دهد که این پوشش به سایر مواد بچسبد.

لایه جذب انرژی، به همان روشی که اتومبیل‌های مدرن در مقابل ضربه از خود محافظت می‌کنند، کار می‌کند. یعنی نیروی وارده در طول ماده پراکنده می‌شود و در یک نقطه خاص کاهش می‌دهد و بنابراین از کاربر خود در مقابل ضربه‌های قوی محافظت می‌کند.

لایه دوم از نانوذرات کربن درست شده که یک لایه پلیمر مشتق شده از کیتین در آن کاشت شده است و در نتیجه می‌تواند گازهای سمی را جذب کند.

این دو لایه در بالای یک لایه اصلی قرار می‌گیرند که به منظور چسبندگی با سایر مواد طراحی شده است تا بتواند به عنوان پوشش برای طیف گسترده‌ای از ابزارها قرار بگیرد.