ما تراه في الصورة أعلاه يشبه بشكل كبير السباغيتي. وذلك لأنه سباغيتي – لكنه يختلف عن أي سباغيتي تم صنعها من قبل.
بسمك 372 نانومتر فقط – حوالي 200 مرة أرق من شعرة الإنسان – تعتبر هذه خيوط السباغيتي الأرق التي شهدها العالم، حيث إنها أرق بحوالي 1000 مرة من الـ “سو فيلينديو” الشهير الذي يبلغ عرضه 440,000 نانومتر في سردينيا.
لكن الـ “نانو سكتي” الجديد ليس للأكل. إنه للعلم. وبالتحديد، هو للطب، مع تطبيقات محتملة في شفاء الجروح، بالإضافة إلى احتمالات أخرى.
يعني استخراج الألياف النانوية الصغيرة جداً المشتقة من الدقيق أننا قد نعتمد أقل على الألياف النباتية المستخرجة مباشرة والتي تكون أكثر تكلفة وصعوبة في الإنتاج.
“لصنع السباغيتي، تقوم بدفع مزيج من الماء والدقيق عبر ثقوب معدنية. وفي دراستنا، فعلنا الشيء نفسه ولكننا سحبنا مزيج الدقيق باستخدام شحنة كهربائية”، كما يوضح الكيميائي آدم كلانسي من جامعة كوليدج لندن. “إنه حرفياً سباغيتي ولكنه أصغر بكثير”.
تظهر ألياف النشا النانوية وعداً ممتازاً لعدة تطبيقات طبية. فهي مرنة ولديها مساحة سطح عالية، لكنها أيضاً قابلة للتحلل البيولوجي ومتوافقة حيوياً ومسامية وسهلة التعديل كيميائياً. وهذا يعني أنه يمكن استخدامها للعديد من الأشياء بما في ذلك توصيل الأدوية وشفاء الجروح وحتى تجديد العظام.
“الألياف النانوية مثل تلك المصنوعة من النشا تظهر إمكانيات للاستخدام في ضمادات الجروح لأنها مسامية جداً”، يقول عالم المواد الصيدلانية غاريث ويليامز من جامعة كوليدج لندن.
“بالإضافة إلى ذلك، يتم استكشاف استخدام الألياف النانوية كدعامة لإعادة نمو الأنسجة لأنها تحاكي المصفوفة خارج الخلوية – وهي شبكة من البروتينات والجزيئات الأخرى التي تبنيها الخلايا لدعم نفسها”.
الحصول على ألياف النشا مباشرةً من النباتات هو عملية تتطلب الكثير من الطاقة والمياه. وقد اعتقد فريق بقيادة الكيميائية بياتريس بريتون أن هناك طريقة أخرى – وهي إنشاء الألياف باستخدام مادة نباتية نشوية تُنتَج بالفعل بتكلفة منخفضة حول العالم: الدقيق.
لكن الدقيق ليس مجرد نشا؛ فهو يحتوي أيضاً على مواد مثل البروتين والسليلوز مما يعقد عملية الغزل الكهربائي. كما يعرف أي شخص قام بالطهي بالدقيق أن دمجه مع الماء يمكن أن ينتج عنه خليط لزج وكثيف – رائع لصنع الرو أو المعكرونة أو الخبز ولكنه أقل فائدة لغزل الألياف النانوية.
الغزل الكهربائي هو عملية تستخدم شحنة كهربائية لجذب وتوجيه المادة عبر ثقب صغير جداً. جعل هذا يعمل مع الدقيق تطلب بديلاً: بدلاً من استخدام الماء، رطب الفريق الدقيق بحمض الفورميك (ما هذا؟ سباجيتي للنمل؟) لتفكيك الهياكل الحلزونية الصغيرة التي تشكل نشا الطعام. ثم عندما تخرج المادة عبر الثقب الصغير يتبخر الحمض تاركاً وراءه فقط الـ “نانو سباجيتي”.
تتشابك الخيوط الناتجة بسرعة لتشكل حصيرة مرنة ومحببة للماء مصنوعة من الألياف النانوية. وبعرض حوالي 2 سنتيمتر (0,8 بوصة)، فإن كل خيط صغير للغاية بحيث لا يمكن رؤيته بشكل فردي لذا استخدم الباحثون مجهر إلكتروني مسح لقياس ما قاموا بغزله.
المواد المصنوعة بهذه الطريقة قد تكون بديلاً أرخص وأكثر صداقة للبيئة مقارنة بتلك المصنوعة باستخدام ألياف نشا نباتية أخرى. لكن أولاً يجب على العلماء التحقيق في خصائصها لمعرفة مدى سرعة تحللها وكيف تتفاعل مع مواد كيميائية مختلفة وما إذا كان بالإمكان زيادة إنتاجها بشكل أكبر.
لسوء الحظ، كما يحدث غالبًا عندما يحصل العلماء على المعكرونة ، لا نحصل على تناولها.
“لا أعتقد أنها مفيدة كمكرونة للأسف لأنها ستطهى أكثر مما ينبغي خلال أقلّ مِن ثانية واحدة قبل أن تتمكن حتى مِن إخراجِهَا مِن المقلاة”، يقول ويليامز.
حسناً…
تم نشر البحث في مجلة “Nanoscale Advances”.
