تعريف “المواد القادرة على التكيف”

1998 تقرير1996 عن العلم في العالم

KFAS

المواد القادرة على التكيف التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

تعرف المواد القادرة على التكيف بأنها مواد متقدمة تستجيب للبيئة التي تعمل فيها أو تتفاعل معها.

وحتى تتمكن المادة القادرة على التكيف من الاستجابة يتعين أن تكون لديها القدرة على تلقي المعلومات وتجهيزها، واتخاذ قرار والتصرف بناء على ذلك القرار.

ومن أمثلة المواد التي يمكنها أن تستجيب إلى حافز خارجي محدد الزجاجُ الذي يستجيب للضوء. ولكن المواد القادرة على التكيف التي يمكنها أن تتعلم الاستجابة لمجموعة من الحوافز الخارجية المعقدة والمتعددة على غرار المنظومات الطبيعية مازالت في طور التصميم.

غير أنها تنطوي على قدرات هائلة وتجري عليها الآن بحوث كثيرة في اليابان، وبدرجة أقل في الولايات المتحدة وكذا في أوروبا خلال الآونة الأخيرة.

وتوجِدُ الخواص والقدرات الفعالة للمواد القادرة على التكيف الاستجابةَ داخل مادة منفردة على مستوى البنية الذرية أو الجزيئية. ويتطلب تطوير المواد القادرة على التكيف تعاونًا يشمل عدة تخصصات في مجالات كيمياء الحالة الصلبة، وكيمياء البوليمرات ومحاكيات التكيف البيولوجي

إن انتقال المواد القادرة على التكيف من الطور الحالي، الذي لا تعدو فيه كونها مواد غريبة محصورة في حيز المختبر إلى الطور الذي يتم فيه تطوير مواد لها خواص متعددة الوظائف وأداء طويل الأجل في الخدمة سوف يتوقف على مستقبل التقدم في تقنيات تحضير وتصنيع وتجهيز المواد.

وتختلف البنى القادرة على التكيف عن غيرها في أنه يتم تجميعها من عدد من الأجزاء والمواد غير المتجانسة. وهي لا تحتاج إلى استخدام مواد قادرة على التكيف بطبيعتها إلا أنها يمكن مع ذلك أن تتسم "بالذكاء".

وتسير البحوث الجارية على الصعيد العالمي في مجال المواد القابلة للتكيف في اتجاهين. ففي الولايات المتحدة وأوروبا تتجه الجهود المبذولة نحو إكساب خواص ووظائف جديدة للمواد الحالية ودمجا في الهياكل القابلة للتكيف.

ويُوجِّه قدر كبير من الجهد والتمويل المخصصَيْن للبحوث في الأغراض العسكرية. غير أن الهدف حاليًا هو تحويلها إلى التطبيقات المدنية، مثلاً، من أجل تطوير هياكل أساسية أكثر أمانًا وتحملاً للطرق والمباني والجسور والأنابيب.

أما اليابان فتتبع نهجًا مختلفًا اختلافًا كليًا. فقد اتحذ الباحثون عدة خطوات إلى الوراء وقاموا بتطوير مواد قابلة للتكيف مبتدئين بالمبادئ الأولية مع دراسة لوظائف المواد عمومًا ولكيفية تحسين تلك الوظائف.

وبطرح سؤال عن ذلك الجزء من الآلة الذي يؤدي وظيفة بشرية يتجه زخم البحث نحو إدخال العنصر البشري في جزء من المنظومة. والمواد القابلة للتكيف التي تصنع في اليابان حاليًا هي في طريقها لأن تستشعر بيئاتها وأن تميز بين عوامل الحفز المختلفة وأن تستجيب فقط للعوامل المؤثرة أو المهمة.