يعمل باحثون من جامعة فرجينيا كومنولث الأمريكية على صنع ألياف ذات صبغة حرارية تبدو سحرية، يمكنها تغيير لونها عند تعرُّضها لعامل ممرض وتنبيه مرتديها لوجوده، وهي قابلة لإعادة التدوير، ويمكن إنتاجها بكميات كبيرة بسهولة.
حسب ما ذكرته مجموعة من التقارير فإن الغرض من المشروع هو الوصول إلى القدرة على استخدام منديل تنظيف يمكنه الكشف عن وجود جراثيم أو عامل ممرض ويتغير إلى لون مختلف، أو أن قناع التنفس N95 يمكنه اكتشاف وجود فيروس كورونا والاستجابة بطريقة تُنبه مرتديه.
كمامات تُغير لونها: تُصنع هذه الأقمشة الذكية من مواد ناعمة نانوية وخفيفة الوزن ومرنة، ويمكن استخدامها في الملابس للتمويه، كما تم استخدامها لإنشاء أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها، ويمكن استخدامها أيضاً لتطبيقات أخرى مثل اكتشاف وجود مسببات الأمراض مثل الفيروسات.
الدكتورة كريستينا تانغ، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الكيميائية وعلوم الحياة بجامعة فرجينيا كومنولث، تختبر طرقاً جديدة لإحياء هذه السيناريوهات عن طريق تدوير البلورات السائلة إلى ألياف تغير لونها عند درجات حرارة مختلفة.
عملت تانغ والطلاب في فريق على مشروع مع الجيش الأمريكي لصنع ألياف بهذه الخصائص التي تبدو سحرية، أو حرارية.
بدلاً من عجلة الغزل، يستخدم مختبر تانغ أداة غزل كهربائي في عملية قارنتها بصنع حلوى القطن. تقوم الفوهة بتوليد المادة، ثم يتم سحبها إلى ألياف ولفها إلى صفائح.
تحدد مجموعة Tang كيفية معالجة الألياف والبلورات السائلة، بحيث يؤدي ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها إلى تغيير “حتى نتمكن من الحصول على اللون، ولكن بعد ذلك أيضاً نفهم بشكل أساسي كيف تؤثر هذه المعالجة على تغير الطور”.
أقمشة ذكية: هذه “الأقمشة الذكية” مصنوعة من مواد ناعمة وخفيفة الوزن ومرنة، ويمكن استخدامها في الملابس مثل التمويه أو لتطبيقات أخرى مثل اكتشاف وجود مسببات الأمراض مثل الفيروسات، كما تم استخدامها لإنشاء أجهزة استشعار وأجهزة يمكن ارتداؤها.
في حالة قناع N95، يعرف مرتديها “متى يتعين عليك تغييره، بدلاً من مجرد التخمين”. باستخدام مناديل التنظيف “يمكنك الاستمرار في المسح حتى لا يتغير لونها بعد الآن”.
في تحقيقها في فهم الخصائص الأساسية لهذه المواد تختبر تانغ كيفية صنع الألياف الحرارية، من خلال دمج تركيبات الكريستال السائل في ألياف نانوية مغزولة كهربائياً.
بدأ آرون ويمبرلي، وهو طالب مبتدئ في الهندسة الكيميائية وعلوم الحياة، العمل في المشروع في الصيف قبل سنته الثانية. قال: “عندما جئت إلى المختبر لأول مرة كانت الدكتورة تانغ تريني بعض عينات الحصائر المحبوكة بالكهرباء ومحاليل البوليمر، كان الأمر رائعاً حقاً”. ومنذ ذلك الحين ساعد في صنع عينات يمكن أن تغير اللون.
