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शोधकर्ताओं ने स्पाइडर सिल्क की तुलना में नई जैव-आधारित सामग्री को मजबूत किया


अमेरिकन केमिकल सोसाइटी (एसीएस नैनो) के जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन से पता चलता है कि स्वीडन के स्टॉकहोम में केटीएच रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं द्वारा उत्पन्न एक नई जैव-आधारित सामग्री है, जो वर्तमान में मौजूद जैव-आधारित सामग्रियों की तुलना में अधिक मजबूत है। लकड़ी और मकड़ी रेशम। यह सामग्री एक नई विधि का उपयोग करके बनाई गई थी जो सेल्युलोज नैनोफिब्र को मैक्रोसेलेले व्यवस्था में व्यवस्थित करने की प्रकृति की क्षमता को फिर से बनाती है।

द्विसदनीय विधानसभा

प्रकृति में, कुछ सामग्रियों के नैनोस्केल बिल्डिंग ब्लॉकों में एक दोष-मुक्त आणविक संरचना के कारण अद्वितीय यांत्रिक गुण हैं। हालाँकि, अब तक, मैक्रोस्कोपिक सामग्रियों के लिए इन यांत्रिक गुणों को फिर से बनाना हमेशा समस्याग्रस्त रहा है, क्योंकि इन बिल्डिंग ब्लॉकों को इन बड़े पैमाने पर उत्पन्न होने वाले दोषों से निपटने के लिए उपयुक्त मल्टीस्केल पैटर्न में व्यवस्थित करने की आवश्यकता होती है।

"हाल ही में, वैज्ञानिक इंजीनियरिंग डिजाइन सिद्धांतों पर आधारित प्राकृतिक सामग्रियों की वास्तुकला की नकल करने के विचारों की तलाश कर रहे हैं, जिसे आम तौर पर" बायोइन्वायरेड असेंबली "कहा जाता है। संरचनात्मक सामग्री निर्माण में एक बड़ी चुनौती नैनोस्केल बिल्डिंग ब्लॉकों के असाधारण यांत्रिक गुणों का अनुवाद करना है," कागज में कहा गया है। ।

इस अध्ययन में, केटीएच शोधकर्ताओं ने इन मुद्दों को दूर करने के लिए, पौधों के निर्माण खंड सेलुलोज नैनोफिबर्स (CNF) के साथ काम किया। वैज्ञानिकों ने सीएनएफ को चुना क्योंकि वे प्रकृति के सबसे प्रचुर संरचनात्मक तत्वों में से एक हैं और उनमें यांत्रिक कठोरता और ताकत है।

प्रभावशाली शक्ति और कठोरता

इसका नतीजा यह था कि अभी भी हल्के पदार्थों का निर्माण हुआ है, जो प्रभावशाली शक्ति और कठोरता का प्रदर्शन करते हैं। केटीएच रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक शोधकर्ता डैनियल सोडरबर्ग ने कहा, "जैव-आधारित नैनोकैल्यूज़ फाइबर, यहाँ गढ़े गए हैं और प्राकृतिक ड्रैगलाइन स्पाइडर रेशम फाइबर की तुलना में ताकत अधिक है, जिन्हें आमतौर पर सबसे मजबूत जैव-आधारित सामग्री माना जाता है।" ।

"विशिष्ट शक्ति धातुओं, मिश्र धातुओं, सिरेमिक और ई-ग्लास फाइबर से अधिक है।"

सॉडरबर्ग ने कहा, "विशिष्ट ताकत धातुओं, मिश्र धातुओं, सिरेमिक और ई-ग्लास फाइबर से अधिक है।"

नई सामग्री एक जटिल प्रक्रिया का परिणाम है, जो स्टेनलेस स्टील में मिल्ड 1 मिमी चौड़े चैनल में पानी में निलंबित नैनोफाइबर को देखती है जबकि उनके प्रवाह की निगरानी की जाती है।

विआयनीकृत पानी और कम पीएच पानी के प्रवाह का उपयोग तब नैनोफिब्र को सही दिशा में संरेखित करने के लिए किया जाता है ताकि CNFs के बीच सुपरमॉलेक्यूलर इंटरैक्शन खुद को सही स्थिति में व्यवस्थित करें। अध्ययन में कहा गया है, "यहां, हम CNFs के प्रवाह-सहायता संगठन को लगभग पूर्ण यूनिडायरेक्शनल अलाइनमेंट के साथ मैक्रोस्कोपिक फाइबर में रिपोर्ट करते हैं।"

यह नई हल्के उच्च प्रदर्शन वाली सामग्री पर्यावरण के अनुकूल, ऊर्जा-कुशल भी है और टिकाऊ अक्षय संसाधनों से आती है। जैव-सामग्री के लिए भविष्य के आवेदन ऑटोमोबाइल और विमान के उत्पादन से लेकर फर्नीचर और अन्य उत्पादों तक हो सकते हैं।

सोर्डबर्ग ने निष्कर्ष निकाला कि यह सही आकार, बातचीत, संरेखण, प्रसार, नेटवर्क निर्माण और असेंबली के रूप में सही नैनोस्ट्रक्चरिंग के लिए आवश्यक प्रमुख मूलभूत मापदंडों को समझने और नियंत्रित करने से संभव है।

हालांकि क्रांतिकारी, यह खोज पूरी तरह से नई नहीं है। डिस्पोजेबल डायपर, बॉलपॉइंट पेन स्याही, ऑडियो स्पीकर और यहां तक ​​कि टॉयलेट क्लीनर जैसे उत्पादों के निर्माण में 2015 के बाद से CNF के विभिन्न रूपों का उपयोग किया गया है।


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