ऊन जस्तो सामग्री सम्झन र आकार परिवर्तन गर्न सक्छ

जसरी जो कोहीले आफ्नो कपाल सीधा गरेको छ, थाहा छ, पानी शत्रु हो।गर्मीले कडा मेहनतका साथ सीधा बनाएको कपालले पानी छुने बित्तिकै कर्लमा फर्किनेछ।किन?किनभने कपालमा आकारको स्मरण शक्ति हुन्छ।यसको भौतिक गुणहरूले यसलाई निश्चित उत्तेजनाहरूको प्रतिक्रियामा आकार परिवर्तन गर्न र अरूको प्रतिक्रियामा यसको मूल आकारमा फर्कन अनुमति दिन्छ।
के हुन्छ यदि अन्य सामग्रीहरू, विशेष गरी कपडाहरूमा, यस प्रकारको आकार मेमोरी थियो?चिसो भेन्टहरू भएको टी-शर्टको कल्पना गर्नुहोस् जुन चिसोको सम्पर्कमा हुँदा खोलिन्छ र सुक्खा हुँदा बन्द हुन्छ, वा एक-साइज-फिट-सबै कपडाहरू जुन व्यक्तिको नापमा फैलिन्छ वा संकुचित हुन्छ।
अब, हार्वर्ड जोन ए. पाउलसन स्कूल अफ इन्जिनियरिङ् एण्ड एप्लाइड साइंसेज (SEAS) का अन्वेषकहरूले बायोकम्प्याटिबल सामग्रीको विकास गरेका छन् जुन कुनै पनि आकारमा थ्रीडी प्रिन्ट गर्न सकिन्छ र उल्टो आकार मेमोरीको साथ पूर्व-प्रोग्राम गरिएको छ।सामग्री केराटिन प्रयोग गरेर बनाइन्छ, कपाल, नङ र खोलहरूमा पाइने फाइबरयुक्त प्रोटीन।शोधकर्ताहरूले कपडा उत्पादनमा प्रयोग हुने अगोरा ऊनबाट केराटिन निकालेका थिए।
अनुसन्धानले फेशन उद्योगमा फोहोर कम गर्ने फराकिलो प्रयासलाई मद्दत गर्न सक्छ, यो ग्रहमा सबैभन्दा ठूलो प्रदूषकहरू मध्ये एक हो।पहिले नै, स्टेला म्याकार्थी जस्ता डिजाइनरहरूले उद्योगले ऊन लगायतका सामग्रीहरू कसरी प्रयोग गर्छ भनेर पुन: कल्पना गरिरहेका छन्।
"यस परियोजनाको साथ, हामीले ऊनलाई पुन: प्रयोग गर्न मात्र नभई हामीले रिसाइकल गरिएको ऊनबाट चीजहरू बनाउन सक्छौं जुन पहिले कहिल्यै कल्पना गरिएको थिएन," किट पार्कर, SEAS मा बायोइन्जिनियरिङ र एप्लाइड फिजिक्सका टार परिवारका प्राध्यापक र वरिष्ठले भने। कागज को लेखक।“प्राकृतिक स्रोतहरूको दिगोपनको लागि प्रभाव स्पष्ट छ।पुनर्नवीनीकरण गरिएको केराटिन प्रोटिनको साथ, हामीले आजसम्म जनावरहरूको कपाल काटेर गरेको भन्दा धेरै वा धेरै गर्न सक्छौं र त्यसो गर्दा, कपडा र फेसन उद्योगको वातावरणीय प्रभावलाई कम गर्न सक्छौं।"
यो अनुसन्धान नेचर मटेरियलमा प्रकाशित छ।
केराटिनको आकार परिवर्तन गर्ने क्षमताको कुञ्जी यसको पदानुक्रमिक संरचना हो, लुका सेरा, SEAS मा पोस्टडक्टोरल फेलो र पेपरको पहिलो लेखकले भने।
केराटिनको एकल चेनलाई अल्फा-हेलिक्स भनिने वसन्त जस्तो संरचनामा व्यवस्थित गरिएको छ।यी मध्ये दुईवटा चेनहरू एकसाथ घुमेर एउटा कुण्डल कुण्डल भनेर चिनिने संरचना बनाउँछन्।यी धेरै कुण्डलित कुण्डलीहरू प्रोटोफिलामेन्टहरू र अन्ततः ठूला फाइबरहरूमा भेला हुन्छन्।
"अल्फा हेलिक्स र संयोजी रासायनिक बन्धनको संगठनले सामग्रीलाई शक्ति र आकार मेमोरी दुवै दिन्छ," सेराले भने।
जब कुनै फाइबर तानिन्छ वा कुनै विशेष उत्तेजनाको सम्पर्कमा आउँछ, वसन्त-जस्तै संरचनाहरू अनकोल हुन्छन्, र बन्डहरू स्थिर बिटा-पानाहरू बनाउनको लागि पुनः मिल्छन्।यसको मूल आकारमा कुण्डल गर्न ट्रिगर नभएसम्म फाइबर त्यो स्थितिमा रहन्छ।
यो प्रक्रिया प्रदर्शन गर्न, शोधकर्ताहरूले विभिन्न आकारहरूमा 3D-मुद्रित केराटिन पानाहरू।हाइड्रोजन पेरोक्साइड र मोनोसोडियम फास्फेटको समाधान प्रयोग गरेर तिनीहरूले सामग्रीको स्थायी आकारलाई प्रोग्राम गरे - जुन आकार यो सक्रिय हुँदा सधैं फर्किनेछ।
मेमोरी सेट भएपछि, पाना पुन: प्रोग्राम गर्न सकिन्छ र नयाँ आकारहरूमा ढाल्न सकिन्छ।
उदाहरणका लागि, एउटा केराटिन पानालाई यसको स्थायी आकारको रूपमा जटिल ओरिगामी तारामा जोडिएको थियो।मेमोरी सेट गरिसकेपछि, अन्वेषकहरूले तारालाई पानीमा डुबाए, जहाँ यो खुल्यो र निन्दनीय भयो।त्यहाँबाट, तिनीहरूले पानालाई टाइट ट्यूबमा घुमाए।एकपटक सुख्खा भएपछि, पाना पूर्ण रूपमा स्थिर र कार्यात्मक ट्यूबको रूपमा लक गरिएको थियो।प्रक्रियालाई उल्ट्याउन, तिनीहरूले ट्यूबलाई फेरि पानीमा राखे, जहाँ यो खोलियो र ओरिगामी तारामा जोडियो।
"सामग्रीलाई थ्रीडी प्रिन्ट गर्ने र त्यसपछि यसको स्थायी आकारहरू सेट गर्ने यो दुई-चरण प्रक्रियाले माइक्रोन स्तरमा संरचनात्मक सुविधाहरूको साथ साँच्चै जटिल आकारहरूको निर्माण गर्न अनुमति दिन्छ," सेराले भने।"यसले सामग्रीलाई टेक्सटाइलदेखि टिस्यु इन्जिनियरिङसम्मका विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त बनाउँछ।"
पार्करले भने, "चाहे तपाई यस किसिमको फाइबर प्रयोग गरी ब्रासियर बनाउन जसको कप साइज र आकार हरेक दिन अनुकूलित गर्न सकिन्छ, वा तपाई मेडिकल थेराप्यूटिक्सको लागि एक्चुएटिंग टेक्सटाइलहरू बनाउन कोशिस गर्दै हुनुहुन्छ, लुकाको कामको सम्भावना फराकिलो र रोमाञ्चक छ," पार्करले भने।"हामी जैविक अणुहरू ईन्जिनियरिङ् सब्सट्रेटहरूको रूपमा प्रयोग गरेर कपडाहरूको पुन: कल्पना गर्न जारी राखिरहेका छौं जुन तिनीहरू पहिले कहिल्यै प्रयोग गरिएको थिएन।"