اختراق علمي: بوليمر موصل للكهرباء يتمدد كالأنسجة البشرية

تمكن فريق من العلماء من حل لغز بنية بوليمر يُعرف باسم 'بيدوت بي إس إس' (PEDOT:PSS)، وهو مادة مرنة وموصلة للكهرباء، باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة. هذا الإنجاز يفتح الباب أمام تطوير إلكترونيات حيوية وجلود اصطناعية يمكنها التمدد والتكيف مع الأنسجة البشرية.

البوليمر المذكور يجمع بين خصائص نادرة: فهو قادر على توصيل الكهرباء بكفاءة عالية، وفي الوقت نفسه يتمتع بمرونة تسمح له بالتمدد مثل الأنسجة البشرية. هذه الخصائص تجعله مثالياً للاستخدام في الأجهزة الطبية القابلة للزرع، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب أو أجهزة الاستشعار العصبية.

استخدم الباحثون تقنية المجهر الإلكتروني المبرد (cryo-EM) لتصوير البنية الجزيئية للبوليمر بدقة غير مسبوقة. هذه التقنية، التي حصلت على جائزة نوبل في الكيمياء عام 2017، تسمح برؤية الجزيئات في حالتها الطبيعية دون تدميرها.

وفقاً للدراسة المنشورة في مجلة 'Nature Materials'، فإن فهم البنية الدقيقة للبوليمر يساعد في تحسين أدائه وتصميم مواد جديدة ذات خصائص مشابهة. يقول الدكتور أحمد الخالدي، الباحث الرئيسي: 'هذا الاختراق يمكن أن يحدث ثورة في مجال الإلكترونيات الحيوية، حيث يمكننا الآن تصميم مواد تتفاعل بسلاسة مع الجسم البشري'.

من التطبيقات المحتملة لهذا البوليمر: تطوير جلود اصطناعية حساسة للمس، وأجهزة استشعار حيوية لمراقبة الصحة، وحتى توصيل الإشارات العصبية للأطراف الصناعية. كما يمكن استخدامه في صناعة ملابس ذكية قادرة على توليد الطاقة من حركة الجسم.

يواجه العلماء حالياً تحديات في تحسين متانة البوليمر وزيادة عمره الافتراضي، لكنهم متفائلون بإمكانية تسويق المنتجات الأولى خلال 5-10 سنوات. هذا الابتكار يمثل خطوة كبيرة نحو دمج الإلكترونيات مع الأنسجة الحية بشكل آمن وفعال.