How do geckos defy gravity? - Eleanor Nelsen

كيف تتحدى الوزغة الجاذبية؟ - إليانور نيلسن

المترجم: DAHOU Mohamed المدقّق: khalid marbou

إنه منتصف الليل وكل شيء ساكن

It's midnight and all is still,

باستثناء الخطوات الناعمة لوزغة تصطاد عنكبوتا.

except for the soft skittering of a gecko hunting a spider.

Geckos seem to defy gravity,

تبدو الوزغة كأنها تتحدى الجاذبية

scaling vertical surfaces

وهي تتسلق الأسطح العمودية

and walking upside down without claws,

وتتمشى رأسا على عقب دون مخالب

adhesive glues or super-powered spiderwebs.

أو إفرازات لاصقة أو شباك عنكبوتية قوية.

بل إنها تستغل مبدأ بسيط هو:

Instead, they take advantage of a simple principle:

that positive and negative charges attract.

تجاذب الشحنات الإيجابية والسلبية.

That attraction binds together compounds, like table salt,

الجاذبية تجمع بين العناصر، كالملح

which is made of positively charged sodium ions

المكون من أيونات الصوديوم ذات الشحنات الإيجابية

stuck to negatively charged chloride ions.

التي تلتصق بأيونات الكلوريد ذات الشحنات السلبية.

But a gecko's feet aren't charged

لكن قوائم الوزغة ليست بها شحنات

and neither are the surfaces they're walking on.

وكذا الأسطح التي تمشي عليها.

فما الذي يجعلها تلتصق بذلك الشكل؟

So, what makes them stick?

الإجابة تكمن في تركيبة ذكية من قوى الترابط بين الجزيئات الخارجية

The answer lies in a clever combination of intermolecular forces

والهندسة الإنشائية.

and stuctural engineering.

All the elements in the periodic table have a different affinity for electrons.

تمتلك جميع العناصر بالجدول الدوري جاذبية مختلفة للإلكترونات.

فعنصر كالأوكسجين والفلورين يحتاجان بشدة للإلكترونات،

Elements like oxygen and fluorine really, really want electrons,

while elements like hydrogen and lithium don't attract them as strongly.

بينما عناصر كالهيدروجين والليثيوم لا تجذبها بتلك الشدة.

An atom's relative greed for electrons is called its electronegativity.

وتدعى تلك الجاذبية النسبية للذرة على الإلكترونات بالكهرسلبية.

Electrons are moving around all the time

فالإلكترونات دائمة الحركة

and can easily relocate to wherever they're wanted most.

وتنتقل بسهولة إلى حيث تكون الحاجة إليها أكبر.

So when there are atoms with different electronegativities in the same molecule,

لذا عندما تكون هناك إلكترونات بكهرسلبية مختلفة في جزيء واحد،

the molecules cloud of electrons

فإن سحابة جزيئات الإلكترونات

gets pulled towards the more electronegative atom.

تنجذب نحو الذرة الأكثر كهرسلبية.

مما يخلق بقعة صغيرة في سحابة الإلكترون

That creates a thin spot in the electron cloud

where positive charge from the atomic nuclei shines through,

لتشع من خلال نواة الذرة شحنة إيجابية

as well as a negatively charged lump of electrons somewhere else.

بالإضافة لشحنة سلبية بالإلكترونات في مكان آخر.

So the molecule itself isn't charged,

أي أن الجزيء نفسه لم يشحن

but it does have positively and negatively charged patches.

لكنه يمتلك رقع من الشحنات الإيجابية والسلبية.

These patchy charges can attract neighboring molecules to each other.

وهذه البقع المشحونة تجذب الجزيئات المجاورة.

They'll line up so that the positive spots on one

فتصطف بحيث تتقابل البقع الإيجابية

are next to the negative spots on the other.

مع السلبية من الجهة الأخرى.

There doesn't even have to be a strongly electronegative atom

فلا حاجة لذرة كهرسلبية قوية

to create these attractive forces.

لخلق قوى التجاذب تلك.

Electrons are always on the move,

الإلكترونات في حركة دائمة

and sometimes they pile up temporarily in one spot.

وأحيانا تتراكم بشكل مؤقت في بقعة واحدة.

That flicker of charge is enough to attract molecules to each other.

فومضة الشحنة تلك كافية لجذب الجزيئات بعضها لبعض.

وتسمى هذه التفاعلات بين الجزيئات الغير مشحونة

Such interactions between uncharged molecules

are called van der Waals forces.

بقوى فان دير فالس.

They're not as strong as the interactions between charged particles,

وهي ليست بقوة التفاعلات بين الجسيمات المشحونة،

but if you have enough of them, they can really add up.

لكن إن كان لديك ما يكفي منها فقد تكون إضافة كبيرة لك.

That's the gecko's secret.

وهذا هو سر الوزغة.

Gecko toes are padded with flexible ridges.

فباطن أصابع الوزغة تتكون من حواف مرنة.

Those ridges are covered in tiny hair-like structures,

ومغطاة بشعيرات دقيقة،

much thinner than human hair, called setae.

أرق من شعر الإنسان وتسمى بالزوائد الشعرية.

And each of the setae is covered in even tinier bristles called spatulae.

وكل واحدة من تلك الزوائد مغطاة بشعيرات أدق تسمى الملوقِيات.

Their tiny spatula-like shape is perfect for what the gecko needs them to do:

فتلك الشعيرات الملوقية الشكل مثالية لاحتياجات الوزغة:

stick and release on command.

وهي الالتصاق عند الحاجة.

When the gecko unfurls its flexible toes onto the ceiling,

فعندما تبسط الوزغة أصابعها المرنة على السقف،

the spatulae hit at the perfect angle for the van der Waals force to engage.

فإن الملوقِيات تلتصق بزاوية مثالية لعمل قوى فان دير فالس.

The spatulae flatten,

بحيث تتسطح الملوقِيات

creating lots of surface area for their positively

لتخلق العديد من المساحات السطحية لرقعها ذات الشحنات

and negatively charged patches to find complimentary patches on the ceiling.

الإيجابية والسلبية لتجد الرقع المناسبة على السقف.

فتساهم كل ملوقية بقدر يسير من قوى فان دير فالس

Each spatula only contributes a minuscule amount of that van der Waals stickiness.

But a gecko has about two billion of them,

لكن تملك الوزغة حوالي ملياري ملوقية

creating enough combined force to support its weight.

تخلق مجتمعة قوة كافية لتحمل وزنه.

الحقيقة أنه يمكن للوزغة التدلي بقائمة واحدة.

In fact, the whole gecko could dangle from a single one of its toes.

That super stickiness can be broken, though,

ورغم ذلك يمكنها أن تلغي هذا الالتصاق الرائع

by changing the angle just a little bit.

عندما تغير زاوية الالتصاق قليلا.

لتتمكن من تحريك قائمتها

So, the gecko can peel its foot back off,

scurrying towards a meal or away from a predator.

لتهجم على طعامها أو للهرب من مفترس.

This strategy, using a forest of specially shaped bristles

وهذه الاستراتيجية التي تستخدم غابة من الشعيرات

to maximize the van der Waals forces between ordinary molecules

لتحقيق أقصى درجة من قوى فان دير فالس بين الجزيئات العادية

has inspired man-made materials

قد ألهمت لصناعة معدات

designed to imitate the gecko's amazing adhesive ability.

مصممة لمحاكاة قدرة الوزغة المذهلة على الالتصاق.

Artificial versions aren't as strong as gecko toes quite yet,

رغم أن النسخ الصناعية ليست بقوة التصاق الوزغة بعد،

but they're good enough to allow a full-grown man

لكنها جيدة كفاية لتسمح لشخص بالغ

to climb 25 feet up a glass wall.

بتسلق جدار زجاجي طوله أكثر من 8 أمتار.

In fact, our gecko's prey is also using van der Waals forces

والحقيقة أن فريسة الوزغة أيضا تستخدم قوى فان دير فالس

to stick to the ceiling.

للالتصاق بالسقف.

So, the gecko peels up its toes and the chase is back on.

وعليه فإن الوزغة تلغي التصاق قوائمها لتنطلق للصيد.