त्सुकुबा, जापान, अप्रैल 12, 2024 - (एसीएन न्यूज़वायर) - टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ एग्रीकल्चर एंड टेक्नोलॉजी (टीयूएटी) के शोधकर्ताओं द्वारा हाइड्रोजेल नामक सूक्ष्म रूप से संरचित नरम, लचीली और विस्तार योग्य सामग्री बनाने के नए विकल्प विकसित किए गए हैं। उनका काम 'किरिगामी हाइड्रोजेल' के उभरते क्षेत्र का विस्तार करता है, जिसमें पैटर्न को एक पतली फिल्म में काटा जाता है, जिससे बाद में यह जटिल हाइड्रोजेल संरचनाओं में विकसित हो जाता है। यह शोध साइंस एंड टेक्नोलॉजी ऑफ एडवांस्ड मैटेरियल्स जर्नल में प्रकाशित हुआ है।

हाइड्रोजेल में पानी को आकर्षित करने वाले (हाइड्रोफिलिक) अणुओं का एक नेटवर्क होता है, जो पानी के संपर्क में आने पर उनकी संरचना को काफी हद तक बढ़ने देता है जो आणविक नेटवर्क में शामिल हो जाता है। शोधकर्ता डाइसुके नाकागावा और इत्सुओ हनासाकी ने शुरू में सेल्युलोज के नैनोफाइबर से बनी एक सूखी फिल्म के साथ काम किया, जो प्राकृतिक सामग्री है जो पौधों की कोशिका दीवारों की अधिकांश संरचना बनाती है।

उन्होंने पानी डालने से पहले फिल्म में संरचनाओं को काटने के लिए लेजर प्रसंस्करण का उपयोग किया, जिससे फिल्म फूल गई। किरिगामी पैटर्न का विशेष डिज़ाइन इस तरह से काम करता है कि अनुदैर्ध्य दिशा में खींचने पर चौड़ाई बढ़ जाती है, जिसे सहायक गुण कहा जाता है। यह सहायक गुण तभी उभरता है जब मूल पतली फिल्म गीली होने पर मोटाई पर्याप्त रूप से बढ़ती है।

“जैसा कि किरिगामी का शाब्दिक अर्थ कागजों का कटा हुआ डिज़ाइन है, यह मूल रूप से पतली शीट संरचनाओं के लिए था। दूसरी ओर, हमारा द्वि-आयामी सहायक तंत्र तब प्रकट होता है जब शीट की मोटाई पर्याप्त होती है, और हाइड्रोजेल संरचना की यह त्रि-आयामीता इसका उपयोग करने पर सूजन से उभरती है। हाइड्रोजेल की जल सामग्री का स्तर समान रखने के बजाय, उपयोग से पहले इसे सूखी अवस्था में संग्रहीत करना सुविधाजनक है। हनासाकी कहते हैं। “इसके अलावा, चक्रीय लोडिंग के दौरान विशिष्टता बनाए रखी जाती है जो हाइड्रोजेल के अनुकूली विरूपण को एक अन्य संरचनात्मक स्थिति तक पहुंचने का कारण बनती है। यह बुद्धिमान सामग्रियों के डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण होगा।"

अनुकूली हाइड्रोजेल के संभावित अनुप्रयोगों में रोबोटिक प्रौद्योगिकियों के नरम घटक शामिल हैं, जो उदाहरण के लिए, उन वस्तुओं के साथ बातचीत करते समय लचीले ढंग से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देते हैं, जिनमें वे हेरफेर कर रहे हैं। इन्हें सॉफ्ट स्विच और सेंसर घटकों में भी शामिल किया जा सकता है। ऊतक इंजीनियरिंग, घाव ड्रेसिंग, दवा वितरण प्रणाली और सामग्री सहित चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए हाइड्रोजेल की भी खोज की जा रही है जो लचीले ढंग से आंदोलन और विकास के लिए अनुकूल हो सकते हैं। टीयूएटी टीम द्वारा किरिगामी हाइड्रोजेल में हासिल की गई प्रगति भविष्य में हाइड्रोजेल अनुप्रयोगों के लिए विकल्पों को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है।

हनासाकी ने निष्कर्ष निकाला, "पर्यावरणीय स्थिति के अनुकूलता दिखाते हुए डिज़ाइन की गई विशेषताओं को बनाए रखना बहुक्रियाशीलता के विकास के लिए फायदेमंद है।"

अधिक जानकारी के
इत्सुओ हनासाकी
टोक्यो कृषि एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय
ईमेल: hanasiki@cc.tuat.ac.jp

पेपर: https://doi.org/10.1080/14686996.2024.2331959

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डॉ यासुफुमी नाकामिची
STAM प्रकाशन निदेशक
ईमेल NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

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स्रोत: उन्नत सामग्री का विज्ञान और प्रौद्योगिकी
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