Në të gjithë botën natyrore, kërcënimet e shpimit janë pothuajse të pashmangshme. Nga këpurdhët e kafshëve deri te gjembat e bimëve, natyra është plot me mjete të mprehta të afta të depërtojnë në shumë shtresa mbrojtëse.
Çuditërisht, lëkura që mbulon shumë kafshë – duke përfshirë derrat dhe njerëzit – ka mënyrën e saj unike për të zbutur këto dukuritë potencialisht të dëmshme.
Lëkura redukton dëmtimin e brendshëm
Në një studim të fundit, studiuesit në Universitetin e Illinois Urbana-Champaign zbuluan se lëkura jonë – ajo shtresë e hollë dhe elastike që mbështjell trupin tonë – nuk është vetëm një guaskë e jashtme.
Ai luan një rol aktiv në pakësimin e dëmtimit të brendshëm kur shpohet, dhe e bën këtë edhe më mirë se materialet sintetike të krijuara për ta imituar atë.
Ky atribut vjen kryesisht nga aftësia e lëkurës për të rishpërndarë energjinë nga një objekt shpues, duke minimizuar kështu dëmin në indet më të thella. Ekipi nisi një udhëtim për të deshifruar sekretin e elasticitetit të jashtëzakonshëm të lëkurës.
“Ju do të gjeni gjëra që shpojnë nëpër lloje të shumta organizmash – vertebrorë, jovertebrorë, bimë dhe kërpudha – në të gjitha shkallët dhe regjimet e ndryshme dinamike, kështu që fantazmat, kthetrat, kurrizet, thumbuesit dhe mjete të tjera të gjata dhe të mprehta,” tha profesori. Philip Anderson, i cili drejtoi studimin.
Dinamika e shpimit
Kuptimi i dinamikës së shpimit përfshin studimin e një morie variablash – shpejtësinë, formën dhe mprehtësinë e objektit shpues dhe vetitë e materialit të synuar.
Ekipi filloi duke vëzhguar elementët bazë të shpimit, duke përdorur kone të printuara në 3D me forma dhe nivele të ndryshme mprehtësie dhe xhel silikoni me densitet të ndryshme. Kur u hodh kjo bazë, ata e avancuan hetimin e tyre në materialet aktuale biologjike.
Lëkura mbron nga dëmtimi i shpimit
Me një seri eksperimentesh, ekipi ekzaminoi “puncueshmërinë” e pllakave të derrit me dhe pa lëkurë dhe i krahasoi ato me imitimet sintetike. Analogu sintetik ishte një xhel silikoni që përafronte ngurtësinë e bluzës së kafshëve dhe një xhel më i hollë dhe me ngurtësi më të lartë që përfaqësonte lëkurën.
“Duke përdorur një kombinim të eksperimenteve dinamike të shpimit dhe modelimit teorik, ne ekzaminuam rezistencën ndaj shpimit të indeve natyrale të lëkurës dhe materialeve sintetike të dyshtresave që imitojnë indet,” vuri në dukje Bingyang Zhang, studiues postdoktoral në Universitetin e Illinois Urbana-Champaign .
“Ne zbuluam se, pavarësisht nga hollësia e saj, lëkura e derrit e lidhur me indin e poshtëm zvogëloi dëmtimin nga shpimi me rreth 60% me shpejtësi më të ngadalta dhe 73% me shpejtësi më të larta krahasuar me të njëjtin ind derri pa lëkurë.”
Në të kundërt, lëkura sintetike ofroi më pak mbrojtje, duke reduktuar dëmtimin e xhelit të poshtëm me më pak se 40% me shpejtësi më të ngadalta dhe më pak se 30% në shpejtësi më të larta.
Përbërja unike e lëkurës
Studiuesit supozojnë se performanca superiore e lëkurës natyrale mund t’i atribuohet strukturës së saj që përbëhet kryesisht nga fibra kolagjeni. Këto fibra janë të ndërthurura, duke ofruar rezistencë edhe kur disa janë thyer.
Për më tepër, thyerja e fibrave të kolagjenit shpërndan një pjesë të energjisë nga objekti shpues, duke e ngadalësuar atë dhe duke zvogëluar aftësinë e tij për të depërtuar më thellë në inde. Materialeve sintetike u mungon kjo veçori thelbësore.
Lëkura rishpërndan forcën
Studimi tregoi se lëkura jonë nuk është vetëm mbështjellja e trupit tonë; është një mburojë aktive që rishpërndan në mënyrë të jashtëzakonshme forcën dhe shpërndan energjinë.
“Ne gjithashtu mësuam shumë rreth asaj se si materialet sintetike, megjithëse të dobishme në shumë skenarë, ende nuk arrijnë të përsërisin këto funksione komplekse biologjike,” tha Zhang.
Ky hulumtim hedh dritë të re mbi mrekullitë e natyrës dhe mënyrat e pabesueshme se si trupat tanë na mbrojnë nga dëmtimet, madje edhe në mënyra që nuk i kemi kuptuar kurrë.
Ndërsa shkencëtarët vazhdojnë të zbulojnë këto mistere, ne mund të mahnitemi vetëm me kompleksitetin dhe funksionalitetin e jashtëzakonshëm të gjërave të tilla në dukje të thjeshta – si lëkura në të cilën jetojmë.
Inovacione në fleksibilitet dhe qëndrueshmëri
Vështrimet nga ky studim kanë aplikime të mundshme përtej të kuptuarit të mbrojtjeve natyrore.
Pajisjet mjekësore, veshjet e plagëve dhe pajisjet mbrojtëse mund të përfitojnë të gjitha nga imitimi i vetive rezistente ndaj shpimit të lëkurës.
Duke inkorporuar fibra të ngjashme me kolagjenin ose duke projektuar materiale që mund të shpërndajnë energjinë e shpimit, prodhuesit mund të rrisin sigurinë dhe qëndrueshmërinë e produkteve si dorezat kirurgjikale, forca të blinduara të trupit apo edhe transplantet artificiale të lëkurës.
Kjo njohuri përfundimisht mund të frymëzojë inovacione në fusha ku fleksibiliteti dhe qëndrueshmëria janë thelbësore, duke i sjellë materialet e prodhuara nga njeriu një hap më afër efikasitetit natyror që shihet në lëkurë.
