शोधकर्ताओं ने एक अनोखा हाइड्रोजेल बनाया है जो नैनोशीट-एन्हांस्ड पॉलिमर उलझावों की बदौलत सख्त और स्व-उपचार दोनों है। यह सामग्री, जो कुछ ही घंटों में अपनी मरम्मत कर सकती है, कृत्रिम त्वचा, रोबोटिक्स और चिकित्सा अनुप्रयोगों में क्रांति ला सकती है।
जैल बाल उत्पादों से लेकर जेली जैसी बनावट वाले खाद्य पदार्थों तक हर चीज में पाया जा सकता है। जबकि मानव त्वचा में कुछ जेल जैसे गुण होते हैं, लेकिन इसे दोहराना मुश्किल होता है। त्वचा कठोर और लचीली दोनों होती है, और इसमें खुद को ठीक करने की असाधारण क्षमता होती है - अक्सर चोट लगने के 24 घंटों के भीतर इसे पूरी तरह से ठीक कर लिया जाता है।
अब तक, कृत्रिम जैल केवल त्वचा की कठोरता या उसकी स्वयं की मरम्मत करने की क्षमता की नकल कर सकते थे, लेकिन दोनों की नहीं। आल्टो विश्वविद्यालय और बेयरुथ विश्वविद्यालय की एक शोध टीम ने अब इस सीमा को पार कर लिया है। उन्होंने एक अद्वितीय संरचना वाला हाइड्रोजेल विकसित किया है जो ताकत और स्व-उपचार क्षमताओं को जोड़ता है, जो दवा वितरण, घाव भरने, नरम रोबोटिक्स और कृत्रिम त्वचा में प्रगति का मार्ग प्रशस्त करता है।
इस अभूतपूर्व अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने अल्ट्राथिन बड़ी मिट्टी के नैनोशीट्स को जोड़कर एक हाइड्रोजेल को बढ़ाया। हाइड्रोजेल आमतौर पर नरम होते हैं, लेकिन नई सामग्री नैनोशीट्स के बीच घनी उलझन वाले पॉलिमर के साथ एक उच्च क्रम वाली संरचना बनाती है। यह न केवल हाइड्रोजेल को मजबूत बनाता है, बल्कि क्षति के बाद खुद को ठीक करने की भी अनुमति देता है।
यह शोध आज (7 मार्च) प्रतिष्ठित जर्नल नेचर मटेरियल्स में प्रकाशित हुआ।
इस सामग्री का रहस्य न केवल नैनोशीट्स की क्रमबद्ध व्यवस्था में निहित है, बल्कि नैनोशीट्स के बीच पॉलिमर की उलझन और बेकिंग जैसी सरल प्रक्रिया में भी निहित है। पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता चेन लियांग ने मोनोमर पाउडर को नैनोशीट्स वाले पानी के साथ मिलाया। फिर मिश्रण को एक यूवी लैंप के नीचे रखा जाता है - जेल नेल पॉलिश के समान एक स्टाइलिंग लैंप। लियांग ने बताया, "यूवी लैंप से पराबैंगनी विकिरण व्यक्तिगत अणुओं को एक साथ बांधने का कारण बनता है, जिससे सब कुछ एक लोचदार ठोस - एक जेल में बदल जाता है।"
आल्टो विश्वविद्यालय के झांग हैंग ने कहा: "एंटेंगलमेंट का मतलब है कि पतली पॉलिमर परतें छोटे ऊनी धागों की तरह एक-दूसरे से उलझना शुरू कर देती हैं, लेकिन एक यादृच्छिक क्रम में। जब पॉलिमर पूरी तरह से उलझ जाते हैं, तो वे एक-दूसरे से अप्रभेद्य होते हैं। वे आणविक स्तर पर बहुत सक्रिय और गतिशील होते हैं, और जब आप उन्हें काटते हैं, तो वे फिर से आपस में जुड़ना शुरू कर देते हैं।"
चाकू से काटे जाने के चार घंटे बाद, सामग्री पहले से ही 80% या 90% स्व-उपचार हो चुकी थी। इसके अलावा, एक मिलीमीटर मोटे हाइड्रोजेल में नैनोशीट्स की 10,000 परतें होती हैं, जो सामग्री को मानव त्वचा जितनी कठोर बनाती हैं और इसमें खिंचाव और लचीलेपन की समान डिग्री होती है।
"हाइड्रोजेल की कठोरता, ताकत और स्व-उपचार गुण लंबे समय से एक चुनौती रहे हैं। हमने एक तंत्र की खोज की है जो पारंपरिक नरम हाइड्रोजेल को मजबूत करता है। यह जैव-प्रेरित गुणों के साथ नई सामग्रियों के विकास में क्रांतिकारी बदलाव लाएगा।"
"यह काम एक रोमांचक उदाहरण है कि कैसे बायोमटेरियल्स हमें सिंथेटिक सामग्रियों के गुणों के नए संयोजन खोजने के लिए प्रेरित कर सकते हैं। टिकाऊ, स्व-उपचार त्वचा, या स्वायत्त मरम्मत में सक्षम सिंथेटिक ऊतकों वाले रोबोट की कल्पना करें," आल्टो विश्वविद्यालय के ओली इक्कला ने कहा। हालाँकि व्यावहारिक अनुप्रयोग अभी भी कुछ हद तक दूर हो सकते हैं, वर्तमान परिणाम एक महत्वपूर्ण छलांग का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह एक मौलिक खोज है जो सामग्री डिज़ाइन नियमों को अद्यतन कर सकती है।
/scitechdaily से संकलित