अब बाजार में आयेगा रिसाइकिल टेक्साइल के परिधान

• मकड़ी के जाले के निर्माण तकनीक की नकल की

• कई रासायनिक प्रक्रियाओँ से इसे गुजारा गया

• इसे बनाने में ऊर्जा की खपत भी कम होती है

राष्ट्रीय खबर

रांचीः स्मार्ट टेक्सटाइल्स चिकित्सीय से लेकर संवेदन और संचार तक कई संभावित पहनने योग्य प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों की पेशकश करते हैं। ऐसे बुद्धिमान वस्त्रों को प्रभावी ढंग से कार्य करने के लिए, उन्हें मजबूत, फैलने योग्य और विद्युत प्रवाहकीय होना चाहिए। हालाँकि, इन तीन गुणों वाले फाइबर का निर्माण चुनौतीपूर्ण है और इसके लिए जटिल परिस्थितियों और प्रणालियों की आवश्यकता होती है।

मकड़ियाँ जाल बनाने के लिए रेशम को कैसे बुनती हैं, उससे प्रेरणा लेते हुए, नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ़ सिंगापुर के कॉलेज ऑफ़ डिज़ाइन एंड इंजीनियरिंग के तहत सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग विभाग के सहायक प्रोफेसर स्वी-चिंग टैन के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने अपने अंतरराष्ट्रीय सहयोगियों के साथ मिलकर काम किया है।

नरम रेशों के उत्पादन की एक अभिनव विधि विकसित की है जिसमें ये तीन प्रमुख गुण हैं और साथ ही नए रेशों का उत्पादन करने के लिए आसानी से पुन: उपयोग किया जा सकता है। निर्माण प्रक्रिया को कमरे के तापमान और दबाव पर किया जा सकता है  और इसमें कम विलायक के साथ-साथ कम ऊर्जा का उपयोग होता है, जिससे यह विभिन्न स्मार्ट अनुप्रयोगों के लिए कार्यात्मक नरम फाइबर के उत्पादन के लिए एक आकर्षक विकल्प बन जाता है। स्मार्ट टेक्सटाइल इलेक्ट्रॉनिक्स की उच्च मांग को पूरा करने के लिए नरम फाइबर बनाने की तकनीक सरल, कुशल और टिकाऊ होनी चाहिए। उनके नवाचार को उनके पेपर में प्रदर्शित और रेखांकित किया गया था जो वैज्ञानिक पत्रिका नेचर इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रकाशित हुआ था।

सिंथेटिक फाइबर में आमतौर पर सीमित कार्य होते हैं। इसके विपरीत, मकड़ी रेशम कताई प्रक्रिया अत्यधिक कुशल है और कमरे के तापमान और दबाव में मजबूत और बहुमुखी फाइबर बना सकती है। एनयूएस की टीम ने एक-आयामी (1डी) कार्यात्मक नरम फाइबर बनाने के लिए इस प्राकृतिक कताई प्रक्रिया का अनुकरण करने का निर्णय लिया जो मजबूत, फैलने योग्य और विद्युत प्रवाहकीय हैं।

शोधकर्ताओं ने सबसे पहले यह पहचाना कि डोप संश्लेषण से कताई तक रेशम डोप में प्रोटीन सांद्रता और अंतःक्रियाएं बढ़ती हैं। मकड़ी द्वारा जाला बुनने की प्रक्रिया की नकल कर इस स्मार्ट फाइबर को तैयार किया गया।

इसके लिए नरम रेशों को पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (पैन) और सिल्वर आयनों से बने एक चिपचिपे जेल घोल से काता गया था – जिसे पैनसियन कहा जाता है – जो एक सामान्य विलायक डाइमिथाइलफॉर्मामाइड (डीएमएफ) में घुल जाता है। इस जेल घोल को स्पिनिंग डोप के रूप में जाना जाता है, जो परिवेशीय परिस्थितियों में जेल को खींचने और घुमाने पर स्पिनिंग प्रक्रिया के माध्यम से नरम फाइबर के एक स्ट्रैंड में बनता है।

एक बार जब पैनसियन जेल को खींच लिया जाता है और हवा के संपर्क में लाया जाता है, तो हवा में पानी के अणु एक ट्रिगर के रूप में कार्य करते हैं जिससे जेल का तरल भाग जेल के ठोस भाग से बूंदों के रूप में अलग हो जाता है, इस घटना को गैर-विलायक के रूप में जाना जाता है। ठोस फाइबर से अलग होने पर, गुरुत्वाकर्षण द्वारा अपना कार्य करने के लिए फाइबर को लंबवत या कोण पर पकड़कर तरल भाग की बूंदों को हटा दिया जाता है।

शोधकर्ताओं ने तनाव परीक्षणों की एक श्रृंखला के माध्यम से इसके यांत्रिक गुणों, ताकत और लोच का परीक्षण किया और प्रदर्शित किया कि इस उल्लेखनीय नवाचार में उत्कृष्ट ताकत और लोच है। इन परीक्षणों से शोधकर्ताओं को यह निष्कर्ष निकालने में भी मदद मिली कि जेल के भीतर धातु-आधारित परिसरों के बीच मजबूत रासायनिक नेटवर्क का निर्माण इसके यांत्रिक गुणों के लिए जिम्मेदार है।

टीम ने तब निष्कर्ष निकाला कि यह सॉफ्ट फाइबर उन सभी गुणों को पूरा करता है जो इसे बहुमुखी बनाने और संभावित रूप से स्मार्ट प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग करने की अनुमति देगा। यह फाइबर विद्युत संकेतों में परिवर्तनों का भी पता लगा सकते हैं जिनका उपयोग मोर्स कोड जैसे संचार के रूप में किया जा सकता है।

इसके अलावा, ये फाइबर तापमान परिवर्तन को महसूस कर सकते हैं, एक ऐसी संपत्ति जिसका उपयोग संभावित रूप से अत्यधिक तापमान वाले वातावरण से रोबोटों की रक्षा के लिए किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने मास्क पहनने वाले की सांस लेने की गतिविधियों की निगरानी के लिए पैनसियन फाइबर को एक स्मार्ट फेस मास्क में भी सिल दिया।

अन्य वर्तमान फाइबर-कताई विधियों के साथ तुलना से पता चला कि मकड़ी से प्रेरित यह नई विधि काफी कम मात्रा में ऊर्जा की खपत करती है और कम मात्रा में रसायनों की आवश्यकता होती है। इस अत्याधुनिक खोज के अलावा, अनुसंधान टीम कच्चे माल से लेकर अंतिम उत्पाद के पुनर्चक्रण तक, पूरे उत्पादन चक्र में पैनसियन सॉफ्ट फाइबर की स्थिरता में सुधार करने पर काम करना जारी रखेगी।