कार से बच सकती है ‘सुपर जेली’

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कार से बच सकती है ‘सुपर जेली’

साभार: ज़हुआन हुआंग

शोधकर्ताओं ने जेली जैसी सामग्री विकसित की है जो उस पर खड़े हाथी के बराबर का सामना कर सकती है, और यह 80% पानी होने के बावजूद अपने मूल आकार में पूरी तरह से ठीक हो सकती है।


कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी की एक टीम द्वारा विकसित नरम-लेकिन-मजबूत सामग्री, स्क्विशी जेली की तरह दिखती है, लेकिन उच्च पानी की मात्रा के बावजूद, यह संपीड़ित होने पर अल्ट्रा-हार्ड, शैटरप्रूफ ग्लास की तरह काम करती है।

सामग्री का गैर-जलीय भाग पॉलिमर का एक नेटवर्क है जो सामग्री के यांत्रिक गुणों को नियंत्रित करने वाले रिवर्सिबल ऑन / ऑफ इंटरैक्शन द्वारा एक साथ रखा जाता है। यह पहली बार है कि संपीड़न के लिए इतना महत्वपूर्ण प्रतिरोध एक नरम सामग्री में शामिल किया गया है।

‘सुपर जेली’ का उपयोग सॉफ्ट रोबोटिक्स, बायोइलेक्ट्रॉनिक्स या यहां तक ​​कि बायोमेडिकल उपयोग के लिए कार्टिलेज प्रतिस्थापन के रूप में संभावित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए किया जा सकता है। जर्नल में परिणाम रिपोर्ट किए गए हैं प्रकृति सामग्री.

कोई पदार्थ किस प्रकार व्यवहार करता है – चाहे वह नरम हो या कठोर, भंगुर या मजबूत – उसकी आणविक संरचना पर निर्भर करता है। स्ट्रेची, रबर जैसे हाइड्रोजेल में कई दिलचस्प गुण होते हैं जो उन्हें शोध का एक लोकप्रिय विषय बनाते हैं – जैसे कि उनकी कठोरता और स्वयं-उपचार क्षमताएं – लेकिन हाइड्रोजेल बनाना जो बिना कुचले संकोचन का सामना कर सकते हैं, एक चुनौती है।

क्रेडिट: कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी

अध्ययन के पहले लेखक, रसायन विज्ञान विभाग के डॉ यूसुफ हामिद ने कहा, “हम चाहते हैं कि यांत्रिक गुणों के साथ सामग्री बनाने के लिए, हम क्रॉसलिंकर्स का उपयोग करते हैं, जहां दो परमाणु रासायनिक बंधन से जुड़ते हैं।” ज़ुआन हुआंग ने कहा। “हम नरम और खिंचाव वाले हाइड्रोजेल बनाने के लिए प्रतिवर्ती क्रॉसलिंकर्स का उपयोग करते हैं, लेकिन कठोर और कॉम्पैक्ट हाइड्रोजेल बनाना मुश्किल है और इन गुणों के साथ सामग्री को डिजाइन करना पूरी तरह से contraindicated है।”

शोध का नेतृत्व करने वाले प्रोफेसर ओरेन शेरमेन की प्रयोगशाला में काम करते हुए, टीम ने संपीड़न-प्रतिरोधी हाइड्रोजेल बनाने के लिए बैरल के आकार के अणुओं को कुकुर्बिटुरिल के रूप में इस्तेमाल किया। Cucurbituril एक क्रॉसलिंकिंग अणु है जिसके गुहा में दो अतिथि अणु होते हैं – एक आणविक हथकड़ी के समान। शोधकर्ताओं ने अतिथि अणुओं को डिज़ाइन किया है जो सामान्य से अधिक समय तक गुहा के अंदर रहना पसंद करते हैं, बहुलक नेटवर्क को कसकर जुड़े हुए रखते हैं, जिससे यह संपीड़न का सामना कर सकता है।

यूनिवर्सिटी के मेलविले लेबोरेटरी फॉर पॉलीमर सिंथेसिस के निदेशक शर्मा ने कहा, “80% पानी की मात्रा पर, आपको लगता है कि यह पानी के गुब्बारे की तरह फट जाएगा, लेकिन ऐसा नहीं है: यह बरकरार रहता है और भारी संपीड़न बलों का सामना करता है।” “हाइड्रोजेल के गुण एक दूसरे के साथ असंतुलित प्रतीत होते हैं।”

“जिस तरह से हाइड्रोजेल संपीड़न का सामना कर सकता है वह अद्भुत था, यह वैसा कुछ नहीं था जैसा हमने हाइड्रोजेल में देखा था,” सह-लेखक डॉ। जेड मैक्वीन ने कहा, रसायन विज्ञान विभाग से भी। “हमने यह भी पता लगाया है कि हथकड़ी के अंदर अतिथि अणु की रासायनिक संरचना को बदलकर संपीड़न शक्ति को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।”

उनके कांच जैसे हाइड्रोजेल बनाने के लिए टीम ने हथकड़ी के लिए विशेष अतिथि अणुओं का चयन किया। हथकड़ी के अंदर अतिथि अणुओं की आणविक संरचना को बदलने से सामग्री की गतिशीलता को ‘धीमा’ करने की अनुमति मिलती है, अंतिम हाइड्रोजेल के यांत्रिक संचालन के साथ रबर जैसी से लेकर कांच जैसी स्थितियों तक।

कार से बच सकती है 'सुपर जेली'

साभार: ज़हुआन हुआंग

“लोगों ने रबर की तरह हाइड्रोजेल बनाने में वर्षों बिताए हैं, लेकिन यह आधी तस्वीर है,” शर्मन ने कहा। “हमने पारंपरिक बहुलक भौतिकी पर दोबारा गौर किया है और सामग्री का एक नया वर्ग बनाया है जो पूरी तस्वीर को पूरा करता है, रबड़ से कांच तक सामग्री के गुणों की पूरी श्रृंखला का विस्तार करता है।”

शोधकर्ताओं ने खड़े होने, चलने और कूदने सहित मानव आंदोलनों की रीयल-टाइम निगरानी के लिए हाइड्रोजेल प्रेशर सेंसर बनाने के लिए सामग्री का उपयोग किया।

“हमारी जानकारी के अनुसार, यह पहली बार है जब कांच जैसे हाइड्रोजेल बनाए गए हैं। हम पाठ्यपुस्तकों में न केवल कुछ नया लिख ​​रहे हैं जो वास्तव में रोमांचक है, बल्कि हम इस क्षेत्र में एक नया अध्याय खोल रहे हैं। उच्च प्रदर्शन नरम सामग्री,” उन्होंने कहा। हुआंग ने कहा।

शेरमेन लैब्स के शोधकर्ता वर्तमान में बायोमेडिकल और बायोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों की दिशा में इस ग्लास जैसी सामग्री को और विकसित करने के लिए इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान के विशेषज्ञों के साथ काम कर रहे हैं। अनुसंधान को लीवरहल्मे ट्रस्ट और मैरी स्कोडोव्स्का-क्यूरी फैलोशिप द्वारा वित्त पोषित किया गया था।


शोधकर्ताओं ने एक 3डी प्रिंटेड जेली विकसित की है


और जानकारी:
झेहुआन हुआंग एट अल, सुपरमॉलेक्यूलर पॉलीमर नेटवर्क जैसे अत्यधिक संपीड़ित ग्लास, प्रकृति सामग्री (2021)। डीओआई: 10.1038 / एस41563-021-01124-एक्स

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय द्वारा दिया गया

उल्लेख: ‘सुपर जेली’ 25 नवंबर 2021 को कार (2021, 25 नवंबर) द्वारा चलाए जाने पर भी जीवित रह सकती है https://phys.org/news/2021-11-super-jelly-survive-car.html से प्राप्त किया

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