أحدث الأخبار مع #الميكرومترات
روسيا اليوم
١٩-٠٣-٢٠٢٥
- صحة
- روسيا اليوم
لأول مرة.. اكتشاف "صرخة" الجلد الصامتة لدى البشر
وبدلا من التواصل السريع الذي يحدث بين الخلايا العصبية، تستخدم هذه الخلايا "صرخة" بطيئة وطويلة لتنبيه الجسم بالخطر، في اكتشاف مفاجئ يفتح آفاقا جديدة للأجهزة الطبية الحيوية. ويقول ستيف غرانيك، الباحث في جامعة ماساتشوستس أمهرست: "تقوم الخلايا الظهارية بأشياء لم يفكر أحد في دراستها من قبل". فحينما تصاب هذه الخلايا، ترسل إشارات بطيئة وعلى مسافات كبيرة، تشبه في طبيعتها نبضات الأعصاب، ولكن أبطأ بمقدار ألف مرة. وهذه الإشارات، التي تمتد عبر مئات الميكرومترات من موقع الإصابة، تعتمد على القنوات الأيونية، وهي مسام صغيرة في أغشية الخلايا تسمح بانتقال الأيونات المشحونة، وبشكل خاص أيونات الكالسيوم، وهو أمر يختلف عن الطريقة التي تعمل بها الخلايا العصبية. إقرأ المزيد إلى ماذا يشير اسمرار الجلد في منطقة االمرفقين؟ ولإجراء هذه الدراسة، صمم غرانيك وزميله سون مين يو، مهندس الطب الحيوي في جامعة ماساتشوستس، نظاما معقدا لدراسة التواصل الخلوي في الخلايا الظهارية، يتألف من شريحة متصلة بـ60 قطبا كهربائيا لتحديد كيفية تنسيق استجابة الخلايا عندما تتعرض للضرر. وتم تغليف الشريحة بطبقة من الخلايا الكيراتينية البشرية المزروعة في المختبر، وهي الخلايا التي تشكل الطبقة الخارجية من الجلد (البشرة). وباستخدام الليزر، استطاع الباحثون "لسع" طبقة الجلد التي تحتوي على خلايا كيراتينية بشرية، والتقاط التحولات الكهربائية الناتجة عن ذلك. وكشفت الدراسة أن هذه الإشارات لا تنتشر فقط عبر الخلايا الظهارية القريبة من الإصابة، بل تمتد أيضا على مسافات شاسعة بسرعة تقارب 10 ملليمترات في الثانية. وتميزت الإشارات الظهارية، التي تمتد لفترة طويلة تصل إلى 5 ساعات، بسعة الجهد الكهربائي نفسه الذي يلاحظ في الخلايا العصبية، وهو ما يعكس نوعا من الاتصال العصبي، لكن ببطء شديد. ورغم أن هذه الظاهرة ما زالت حديثة الاكتشاف، يرى الباحثون أن فهم كيفية عمل هذه الإشارات يمكن أن يساهم في تطوير تقنيات طبية جديدة، مثل أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء أو الضمادات الإلكترونية، التي قد تساهم في تسريع شفاء الجروح. نشرت الدراسة في مجلة "وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم". المصدر: ساينس ألرت
البيان
١٦-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- البيان
متناهية الصغر.. تطوير صفائح معدنية يغير صناعة الأجهزة الإلكترونية جذرياً
نجح العلماء في صنع صفائح معدنية بسُمك بضع ذرات فقط، باستخدام طريقة جديدة، حيث طوّر الباحثون صفائح ثنائية الأبعاد من البزموت والغاليوم والإنديوم والقصدير والرصاص، أرقّ بمئات آلاف المرات من شعرة الإنسان، وفقًا لأحدث دراسة. وتتميز هذه الصفائح المعدنية فائقة الرقة، التي طوّرها باحثون من الأكاديمية الصينية للفيزياء، بتوصيل عال للكهرباء بشكل استثنائي. وكشف العلماء أنه بمجرد ترقيق المعادن لتصبح بسُمك ذرة واحدة أو بضع ذرات فقط، تتغير خصائصها بشكل جذري بسبب ظاهرة تُسمى "الحصر الكمي". الخصائص الناتجة قد تكون مفيدة نُشرت الدراسة في مجلة نيتشر، وكشفت أن الخصائص الناتجة قد تكون مفيدة، إلا أن تثبيت هذه المعادن ثنائية الأبعاد عند أبعاد ميكرومترية أو أحجام أكبر أمرٌ صعب، لأن ذراتها تميل إلى تبني ترتيباتها ثلاثية الأبعاد الطبيعية، وتتأكسد بسهولة في الهواء. وتستخدم العملية الجديدة مكبساً هيدروليكياً، تُنتج بلورات ثنائية الأبعاد مستقرة في الهواء بأبعاد تزيد على 100 ميكرومتر، وهو تحسن كبير مقارنةً بما يمكن إنتاجه باستخدام تقنيات أكثر تكلفة وتعقيدًا، وفقًا للدراسة . تطبيق الطريقة على أي معدن وكشف الباحثون عن إمكانية تطبيق هذه الطريقة على أي معدن ذي درجة انصهار منخفضة. وأكد أحد المراجعين أن الفريق الصيني ليس أول من أنتج معادن رقيقة ذريًا، ومع ذلك، برزت نتائجهم لأن الطريقة الجديدة تُنتج "معادن ثنائية الأبعاد واسعة النطاق" مقارنةً بالتقنيات السابقة حسبما ذكرت صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست. وقال خافيير سانشيز-ياماجيشي، الفيزيائي الذي يدرس المواد ثنائية الأبعاد في جامعة كاليفورنيا: "هذه مجرد نقطة انطلاق، والآن، يمكن للآخرين المشاركة والبدء في دراسة خصائص الصفائح المعدنية". كما أكد خافيير على أن استقرار هذه المواد وأحجامها الكبيرة يفتحان آفاقًا عديدة لدمجها مع مواد أخرى ولصنع أجهزة كهربائية أو فوتونية جديدة. ثورة في طريقة تصنيع الأجهزة الإلكترونية ويعتقد بعض الخبراء أن هذا الإنجاز يمكن أن يحدث ثورة في طريقة صنع الأجهزة الإلكترونية، من الترانزستورات منخفضة الطاقة إلى رقائق الجيل التالي وأجهزة الكشف فائقة الحساسية، وبتطبيق تقنيتهم، أنشأ الفريق صفائح من خمسة معادن مختلفة بسمك بضع ذرات فقط، ويبلغ عرضها بضع مئات من الميكرومترات - وهي كبيرة بشكل ملحوظ بالنسبة لمادة رقيقة جدًا.
