लोकर सारखी सामग्री लक्षात ठेवू शकते आणि आकार बदलू शकते

ज्याने कधीही आपले केस सरळ केले आहेत त्यांना माहित आहे की पाणी शत्रू आहे.उष्णतेने परिश्रमपूर्वक सरळ केलेले केस पाण्याला स्पर्श करताच पुन्हा कर्लमध्ये उडी मारतील.का?कारण केसांना शेप मेमरी असते.त्याचे भौतिक गुणधर्म विशिष्ट उत्तेजनांच्या प्रतिसादात आकार बदलू देतात आणि इतरांच्या प्रतिसादात मूळ आकारात परत येतात.
इतर साहित्य, विशेषतः कापड, या प्रकारची मेमरी असल्यास?कूलिंग व्हेंट्स असलेल्या टी-शर्टची कल्पना करा जी ओलाव्याच्या संपर्कात आल्यावर उघडते आणि कोरडे असताना बंद होते, किंवा एखाद्या व्यक्तीच्या मोजमापांना ताणून किंवा आकुंचन पावणारे एक-आकाराचे-सर्व कपडे.
आता, हार्वर्ड जॉन ए. पॉलसन स्कूल ऑफ इंजिनीअरिंग अँड अप्लाइड सायन्सेस (SEAS) मधील संशोधकांनी एक जैव सुसंगत सामग्री विकसित केली आहे जी कोणत्याही आकारात 3D-मुद्रित केली जाऊ शकते आणि उलट आकाराच्या मेमरीसह पूर्व-प्रोग्राम केली जाऊ शकते.केस, नखे आणि कवचांमध्ये आढळणारे तंतुमय प्रथिन केराटिन वापरून सामग्री बनविली जाते.संशोधकांनी कापड उत्पादनात वापरल्या जाणार्‍या उरलेल्या अगोरा लोकरपासून केराटीन काढले.
या संशोधनामुळे फॅशन उद्योगातील कचरा कमी करण्याच्या व्यापक प्रयत्नांना मदत होऊ शकते, जो ग्रहावरील सर्वात मोठ्या प्रदूषकांपैकी एक आहे.आधीच, स्टेला मॅककार्थीसारखे डिझायनर उद्योग लोकरीसह साहित्य कसे वापरतात याची पुनर्कल्पना करत आहेत.
“या प्रकल्पाद्वारे, आम्ही दाखवून दिले आहे की आम्ही केवळ लोकरच रिसायकल करू शकत नाही तर पुनर्वापर केलेल्या लोकरपासून अशा गोष्टी तयार करू शकतो ज्याची यापूर्वी कधीही कल्पना केली गेली नव्हती,” असे किट पार्कर, SEAS येथील बायोइंजिनियरिंग आणि अप्लाइड फिजिक्सचे टार फॅमिली प्रोफेसर आणि वरिष्ठ म्हणाले. पेपरचे लेखक."नैसर्गिक संसाधनांच्या टिकाऊपणाचे परिणाम स्पष्ट आहेत.पुनर्नवीनीकरण केलेल्या केराटिन प्रथिनांसह, आम्ही आजपर्यंत प्राण्यांच्या कतरनाद्वारे जे काही केले आहे त्यापेक्षा जास्त किंवा अधिक करू शकतो आणि असे केल्याने, कापड आणि फॅशन उद्योगाचा पर्यावरणीय प्रभाव कमी होतो.
हे संशोधन नेचर मटेरियलमध्ये प्रकाशित झाले आहे.
केराटिनच्या आकार बदलण्याच्या क्षमतेची गुरुकिल्ली ही त्याची श्रेणीबद्ध रचना आहे, असे SEAS मधील पोस्टडॉक्टरल फेलो आणि पेपरचे पहिले लेखक लुका सेरा यांनी सांगितले.
केराटिनची एकच साखळी स्प्रिंग सारखी रचना केली जाते ज्याला अल्फा-हेलिक्स म्हणतात.यातील दोन साखळ्या एकत्र गुंफून एक रचना बनवतात ज्याला गुंडाळीदार कॉइल म्हणतात.यातील अनेक गुंडाळलेल्या कॉइल प्रोटोफिलामेंट्समध्ये आणि शेवटी मोठ्या तंतूंमध्ये एकत्र केल्या जातात.
"अल्फा हेलिक्सची संघटना आणि संयोजी रासायनिक बंध सामग्रीला ताकद आणि आकार स्मृती दोन्ही देतात," सेरा म्हणाले.
जेव्हा एखादा फायबर ताणला जातो किंवा एखाद्या विशिष्ट उत्तेजनाच्या संपर्कात येतो, तेव्हा स्प्रिंग सारखी रचना विस्कळीत होते आणि बंध स्थिर बीटा-शीट तयार करण्यासाठी पुन्हा एकत्र होतात.फायबर त्याच्या मूळ आकारात परत गुंडाळण्यासाठी ट्रिगर होईपर्यंत त्याच स्थितीत राहतो.
या प्रक्रियेचे प्रात्यक्षिक करण्यासाठी, संशोधकांनी विविध आकारांमध्ये 3D-मुद्रित केराटिन पत्रके तयार केली.त्यांनी हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि मोनोसोडियम फॉस्फेटचे द्रावण वापरून सामग्रीचा कायमस्वरूपी आकार - ट्रिगर केल्यावर तो नेहमी परत येईल असा आकार प्रोग्राम केला.
मेमरी सेट केल्यावर, शीटला पुन्हा प्रोग्राम केले जाऊ शकते आणि नवीन आकारांमध्ये मोल्ड केले जाऊ शकते.
उदाहरणार्थ, एक केराटिन शीट एका जटिल ओरिगामी तारेमध्ये त्याच्या कायमस्वरूपी आकारात दुमडली गेली.मेमरी सेट झाल्यावर, संशोधकांनी तारा पाण्यात बुडवला, जिथे तो उलगडला आणि निंदनीय झाला.तेथून त्यांनी चादर एका घट्ट नळीत गुंडाळली.कोरडे झाल्यानंतर, शीट पूर्णपणे स्थिर आणि कार्यात्मक ट्यूब म्हणून लॉक केली गेली.प्रक्रिया उलट करण्यासाठी, त्यांनी नळी परत पाण्यात टाकली, जिथे ती उघडली आणि परत ओरिगामी ताऱ्यात दुमडली.
“मटेरियल प्रिंटिंग आणि नंतर त्याचे कायमचे आकार सेट करण्याची ही द्वि-चरण प्रक्रिया मायक्रॉन पातळीपर्यंत संरचनात्मक वैशिष्ट्यांसह खरोखर जटिल आकारांची निर्मिती करण्यास अनुमती देते,” सेरा म्हणाले."हे सामग्री कापडापासून ते टिशू अभियांत्रिकीपर्यंतच्या विस्तृत अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनवते."
पार्कर म्हणाले, “ज्याचा कप आकार आणि आकार दररोज सानुकूलित केला जाऊ शकतो अशा ब्रेसियर्स बनवण्यासाठी तुम्ही अशा फायबरचा वापर करत असाल किंवा तुम्ही वैद्यकीय उपचारांसाठी अॅक्ट्युएटिंग टेक्सटाइल बनवण्याचा प्रयत्न करत असाल, लुकाच्या कामाच्या शक्यता व्यापक आणि रोमांचक आहेत,” पार्कर म्हणाले."आम्ही जैविक रेणूंचा अभियांत्रिकी सब्सट्रेट म्हणून वापर करून कापडांची पुनर्कल्पना सुरू ठेवत आहोत जसे ते यापूर्वी कधीही वापरले गेले नव्हते."