بقلم ريم آل بنود
روبوتات لقتل الفيروسات على متن الطائرات
تُجري شركة يوفيا UVeya السويسرية الناشئة اختبارات دقيقة لروبوتات مزودة بالأشعة فوق البنفسجية القاتلة للفيروسات على متن الطائرات السويسرية. وهي فكرة تهدف إلى استعادة ثقة الركاب وتجنيب المسافرين الإصابة بالأمراض الوبائية.
بدأت هذه التجارب بالتعاون بين شركة يوفيا UVeya وشركة دناتا Dnata لخدمات المطارات ومقرها دبي، حيث تم اختبار الروبوتات داخل طائرات Embraer من Helvetic Airways، وهي شركة طيران مستأجرة يملكها الملياردير السويسري مارتن إبنر.
يقول جودوك إلميجر Jodoc Elmiger الشريك المؤسس لشركة UVeya: إنه لا يزال يتعين على صانعي الطائرات التصديق والموافقة على هذه الروبوتات ودراسة التأثير الذي قد يحدثه ضوء الأشعة فوق البنفسجية على التنجيد الداخلي للمقاعد وأثاث الطائرات، الذي يمكن أن يتأذى نتيجة عمليات تعقيم متعددة.
ومع ذلك فإنه يأمُل في أن يتمكن عمال النظافة الآليون من تقليل خوف المسافرين من السفر بالطائرات خاصة مع انتشار فيروس COVID-19.
وأكد أن هذه تقنية مجربة وفعالة جدًّا، وأنها استُعملت أكثر من 50 عامًا في المستشفيات والمختبرات من دون أن يكون لها أي آثار مؤذية أو سلبية.
وقام فريق Elmiger ببناء ثلاثة نماذج أولية للروبوتات حتى الآن، ظهر أحدها داخل طائرة Helvetic في مطار زيورخ بسبب تراجع حركة المرور فيه بنسبة 75٪ العام الماضي.
تتميز أضواء الروبوتات المُثبتة على إطار على شكل صليب بوهج أزرق ناعم وحركة بطيئة داخل ممرات الطائرة تتيح إجراء تعقيم دقيق وشامل، حيث يمكن لروبوت واحد تطهير طائرة ذات ممر واحد في غضون 13 دقيقة.
ويأمُل المسؤولون التنفيذيون في شركة Dnata أن يوافق صانعو الطائرات على شراء هذه الروبوتات التي يقدَّر أن يكون سعرها نحو 15000 فرنك سويسري (15.930 دولارًا).
ويتوقع العلماء أن تساهم هذه الروبوتات في دعم حركة الطيران وتشجيع المسافرين على ركوب الطائرات، خاصةً بعد علمهم بدورها الفعال في القضاء على الفيروسات والبكتيريا.
تحويل موجات الراديو إلى كهرباء لتشغيل الساعات الذكية
طور فريق من الباحثين في جامعة ولاية بنسلفانيا تقنية جديدة لتجميع الطاقة من موجات الراديو لتشغيل أجهزة الاستشعار اللاسلكية القابلة للارتداء والتي تساعد على المراقبة الذاتية للمريض والرعاية الصحية اليومية.
وقد أشار الباحثون في دراسة نُشرت في مجلة Materials Today Physics إلى تمكنهم من تطوير نظام هوائي ثنائي القطب عريض النطاق يتكون من هوائيين معدنيين قابلين للتمدد ومدمجين في مادة الغرافين الموصولة بطبقة معدنية قادرة على نقل المعطيات التي يتم جمعها لاسلكيًّا من مستشعرات تستهلك القليل جدًّا من الطاقة.
يتيح تصميمُ النطاقِ العريضِ للنظام الاحتفاظَ بوظائف التردد الخاصة به حتى عند التمدد والانحناء والالتواء، وعندما يوصَّل هذا النظام بدائرة تصحيح الموجات القادرة على التمدُّد يمكنه تحويل طاقة الموجات الكهرطيسية إلى كهرباء. ويمكن استعمال الكهرباء الناتجة في تشغيل الأجهزة اللاسلكية أو في شحن أجهزة تخزين الطاقة.
تُعدّ هذه التقنية مهمة ومفيدة جدًّا خاصة مع انتشار الموجات الكهرطيسية حولنا، وإجراء مليارات المكالمات الهاتفية في كلِّ ثانية، مما يعرضنا إلى كثير من الموجات الكهرطيسية في أي مكان نذهب إليه. ومع أن هذه الموجات لا تمتلك سوى القليل من الطاقة، فبإمكانها أن تتحول إلى مصدر للطاقة.
وأوضح الباحثون أن هذه التقانة ستحصد كمية صغيرة من الطاقة باستمرار مادام مرتدوها موجودين في منطقة بها الكثير من موجات الراديو المحيطة، كما هو الحال في معظم المدن.
يقول الأستاذ هانو لاري تشانغ" Huanyu Larry Cheng في قسم العلوم الهندسية والميكانيكية في جامعة ولاية بنسلفانيا: "نحن نستعمل الطاقة التي تحيط بنا بالفعل؛ فموجات الراديو موجودة في كل مكان طوال الوقت، وإذا لم نستعمل هذه الطاقة الموجودة في البيئة المحيطة، فإنها ببساطة ستضيع دونما أي فائدة. لذا يمكننا حصد هذه الطاقة وتحويلها إلى كهرباء".
والجدير بالذكر أن هناك بالفعل ساعات ذكية في السوق تعمل بالطاقة الشمسية، ولكن لا يمكنها جمع الطاقة إلا عند تعرضها لأشعة الشمس. لذا أكد الباحثون أنهم لا يريدون استبدال أي من مصادر الطاقة الحالية، وإنما يحاولون توفير طاقة إضافية ثابتة.
إطلاق أكبر تلسكوب فضائي تحت الماء في العالم
أنشأ العلماء الروس في أعماق بحيرة بايكال أحد أكبر التلسكوبات الفضائية تحت الماء. وقد بدأ إنشاء هذا التلسكوب في عام 2015، وصُمِّم لمراقبة النيوترينوات التي تُعدّ أصغر الجسيمات المعروفة حتى الآن، والتي يصعب جدًّا اكتشافها؛ والماء العذب هو الوسيلة الفعالة للقيام بذلك.
ويعتقد العلماء أن هذه الجسيمات يمكن أن تصل إلى الأرض بعد انطلاقها من غياهب مجرات ناشئة أو مضمحلة، وقد تحمل معلومات عما حدث في الفضاء الكوني قبل ملايين السنين.
أُنزل التلسكوب الذي أطلق عليه اسم Baikal-GVD إلى عمق 750-1300 متر، على بعد 4 كم تقريبًا من شاطئ البحيرة.
ويتكون المرصد العائم من خيوط ذات زجاج كروي ووحدات فولاذية مقاومة للصدأ ملحقة بها. ويجري إنزال الوحدات بعناية في المياه المتجمدة من خلال ثقب مستطيل في الجليد.
وقال Dmitry Naumov ديمتري نوموف من المعهد المشترك للأبحاث النووية لوكالة "فرانس برس" أثناء وقوفه على سطح البحيرة المتجمد: "يوجد تلسكوب نيوترينو بحجم نصف كيلومتر مكعب تحت أقدامنا مباشرة، وهذا التلسكوب سيتم توسيعه خلال عدة سنوات ليقيس كيلومترًا مكعبًا واحدًا، وهو منافس قوي جدًّا للمرصد Ice Cube النيوترينوي العملاق المدفون تحت جليد القطب الجنوبي في محطة أبحاث أمريكية في القطب الجنوبي".
ويقول العلماء الروس إن التلسكوب هو أكبر كاشف للنيوترينو في نصف الكرة الشمالي، وإن بحيرة بايكال هي أكبر بحيرة للمياه العذبة في العالم، وتُعدّ مثالية لإيواء المرصد العائم.
وقال بير شويبونوف Bair Shoibonov من المعهد المشترك للأبحاث النووية لوكالة فرانس برس "إن بحيرة بايكال هي بالطبع البحيرة الوحيدة التي يمكنك فيها نشر تلسكوب نيوترينوي بسبب عمقها، إضافة إلى أن المياه العذبة الواضحة والغطاء الجليدي الذي يتشكل فوقها مدة شهرين إلى شهرين ونصف هي من الأمور المهمة جدًّا لإجراء الأبحاث والدراسات بنجاح ودقة".
وهذا التلسكوب هو نتيجة تعاون بين علماء من جمهورية التشيك وألمانيا وبولندا وروسيا وسلوفاكيا.
إنشاء قلوب مصغرة تنبض كالقلوب الحقيقية
قضى علماء الخلايا الجذعية سنواتٍ طويلةً في محاولةٍ لبناء أعضاء تحاكي إيقاعات جسم الإنسان؛ ففي دراسة جديدة يمكن أن تكون طفرة في مجال الأعضاء الصنعية، تم تجميع الخلايا الجذعية في مختبر على شكل "عضيات" صغيرة بحجم بذور السمسم تقريبًا لإنشاء آلاف الهياكل الصغيرة الشبيهة بالقلب؛ حيث يمكن لهذه الأجهزة الصغيرة أن تحاكي إيقاعات قلب جنين عمره 25 يومًا. وقال العلماء المسؤولون عن التجربة إن القلوب المصغرة التي صنعها المختبر والتي يبلغ حجمها 2 مم أمضت أكثر من 3 أشهر في المختبر، واستغرقت أسبوعًا لنسخ بنية جنين عمره 25 يومًا، وهي خطوة رائدة في هذا العلم.
وقال ساشا منجان Sasha Mendjan كبير علماء الأحياء في معهد التقانة الحيوية الجزيئية في الأكاديمية النمساوية إنه ذُهِل عندما بدأ العضو العضوي في النبض من تلقاء نفسه. والشيء المدهش هو أنك ترى على الفور نجاح التجربة وأن العضو العضوي وظيفي، لأنه ينبض خلافًا للأعضاء الأخرى.
تحتوي هذه الأجهزة على غرف محددة ذاتيًا يمكنها النبض بمعدل 60 إلى 100 مرة في الدقيقة، وهو المعدل المعتاد للقلب في تلك المرحلة المبكرة من التطور.
وأوضح الدكتور منجان أن هذا التطور سيوفر للعلماء مستويات جديدة من التفاصيل في فحص نمو القلب وأسباب مشاكل القلب عند الأطفال حيث قال: "لا يمكنك أن تفهم شيئًا فهمًا دقيقًا حتى تعيد إنشائه".
وقام فريق البحث بتعريض الخلايا لمجموعة من البروتينات والجزيئات الصغيرة التي يُعرف أنها تشارك في التطور المبكر لقلب الإنسان في الرحم، ووفقًا لدراسة جديدة نُشرت في مجلة الخلية، فإن هذه البروتينات والجزيئات تلتصق بمستقبلات على سطح الخلية وتطلق تفاعلًا متسلسلًا يتسبب في تمايز الخلايا الجذعية إلى عدة أنواع مختلفة من الخلايا الموجودة داخل القلب.
ووجد الفريق أنه بعد أسبوع واحد من التطور صنَّفت الخلايا نفسها في هياكل مجوفة تشبه الحجرة، على غرار البطين الأيسر للقلب، وبدأت جدران الغرف تتقلص بوتيرةٍ إيقاعية محاكية لضربات قلب الإنسان.
وقال ساشا منجان: "ما يهمنا أساسًا معرفة كيفية عمل تطور القلب البشري، وكيف يُخفق في أداء عمله عند وجود عيوب خَلْقية فيه".
تحدث هذه العيوب عادةً في وقت مبكر إلى حد ما من الحمل، لكن العلماء لا يستطيعون النظر مباشرة إلى الأجنة البشرية لمعرفة كيفية حدوثها بالضبط.
وهنا يأتي دور العضيات الصغيرة حيث يمكنها تقديم وصفٍ نادر لهذه المراحل المبكرة من التطور عن طريق توفير نظرة تفصيلية لبعض أمراض القلب لدى البالغين، خاصة عندما تتراجع خلايا القلب المصابة إلى حالة تشبه الجنين، ولكنها تخفق في التجدد مثل الخلية الجنينية.
وقام منجان وزملاؤه أيضًا بتجميد أجزاء من العضيات لاختبار استجابتها للإصابة، فرأوا أن الخلايا الليفية القلبية - وهي نوع من الخلايا المسؤولة عن الحفاظ على بنية الأنسجة - هاجرت إلى المناطق المتضررة لإصلاح الخلايا الميتة، تمامًا كما هو الحال عند الأطفال الذين يعانون من النوبات القلبية. لكن لايزال لدى العلماء التساؤل الآتي: لماذا تتمكن قلوب الأطفال من التجدد بعد هذه الإصابة من دون أن تندب خلافًا لقلوب البالغين؟
ستساعد القلوبُ الصغيرة minihearts العلماءَ على رؤية تطور القلب بتفاصيل غير مسبوقة، وقد تكشف أيضًا عن أصول مشاكل القلب؛ مثل: عيوب القلب الخَلْقية عند الأطفال، وموت خلايا القلب بعد النوبات القلبية.
يقول ينغ مي Ying Mei الأستاذ المشارك في الهندسة الحيوية بجامعة كليمسون: "هذا العمل مهم؛ فقد بدأ من أجسام جنينية، أي كتلٍ ثلاثية الأبعاد من الخلايا الجذعية المتعددة القدرات، وهي نوع من الخلايا الجذعية التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور العديد من أنواع الخلايا".
ولتحويل الخلايا الجذعية ذات اللوح الفارغ إلى قلوب صغيرة، قام منجان وفريقه بتنشيط ستة مسارات جزيئية في الخلايا، بحيث يصف كل مسار تأثيرًا مضاعفًا للنشاط داخل الخلايا يمكن أن تحدثه مواد كيميائية معينة.
وحاول أعضاء الفريق تفعيل هذه المسارات الستة بأوامر مختلفة باستعمال كميات مختلفة من المواد الكيميائية المنشطة، واستقروا على مزيج أعطاهم عضيات القلب النابضة.
يقول منجان: "كانت الخلايا تمتلك أساسًا الإشارات فقط؛ أي المواد الكيميائية المنشطة وهي نفسها التي يجب أن تلتصق بها، وبمجرد أن عثر بعضها على بعضها الآخر علمت ما يجب عليها فعله. والذي تعلمناه من هذا هو أنه ما عليك إلا أن تدع الخلايا تفعل ما تريد، وأن يكون تدخلك بأقل قدر ممكن".
ومع وجود هذه القلوب الصغيرة في متناول اليد، أجرى أعضاء الفريق تجربةً لنمذجة الإصابة في العضيات لمعرفة قدرتها على محاكاة ما سيحدث في القلب الحقيقي، فقاموا بتجميد أجزاء من القلب باستعمال قضيب فولاذي بارد أدى إلى قتل الخلايا التي لامسته. وردًّا على ذلك أرسلت أجهزة القلب أسطولًا من الخلايا يسمى "الخلايا الليفية" إلى المواقع المصابة، وقامت بعد ذلك ببناء سقالة فوق الخلايا الميتة للحفاظ على العضو العضوي سليمًا.
ويخطط الفريق مستقبلًا إلى إجراء مزيد من التجارب مع هذه المسارات، لتحديد التغييرات الدقيقة التي تحدثها في الخلايا الجذعية لتكوين شكل قلبي.
ويسجل فريق البحث الآن براءات اختراع لأمراض القلب، ويأمُل أن توفر هذه الابتكارات طريقةً مفيدة لدراسة تطور القلب واختبار عقاقير جديدة لأمراض القلب.
