धातु मुक्त चुंबक बनाने का प्रयोग सफल

साफ्ट रोबोट और अंग प्रत्यारोपण में नई विधि मददगार

• टेंपो अणुओं का बांधा गया है इसमें

• यह अत्यंत लचीला चुंबक तैयार करता है

• चिकित्सा कार्य के लिए गैर जहरीला विकल्प

राष्ट्रीय खबर

रांचीः वैज्ञानिकों ने भौतिक विज्ञान को फिर से हैरान किया है। इस बार एक ऐसा चुंबक बनाया गया है, जिसमें धातु नहीं है। इस किस्म के चुंबक से रोबोटों को शक्ति प्रदान करना अथवा चिकित्सा प्रत्यारोपणों का मार्गदर्शन करना संभव होगा।मिशिगन विश्वविद्यालय और स्टटगार्ट में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इंटेलिजेंट सिस्टम्स के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित धातु मुक्त चुंबकीय जेल को आजमाया गया है।

यह पहली सामग्री है जिसमें कार्बन-आधारित, चुंबकीय अणुओं को रासायनिक रूप से जेल के आणविक नेटवर्क से जोड़ा जाता है, जिससे नरम रोबोटिक्स के लिए एक लचीला, लंबे समय तक रहने वाला चुंबक बनता है। लचीली सामग्रियों से रोबोट बनाने से उन्हें अनूठे तरीकों से मोड़ने, नाजुक वस्तुओं को संभालने और उन स्थानों का पता लगाने की अनुमति मिलती है जो अन्य रोबोट नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए, अधिक कठोर रोबोट गहरे समुद्र के दबाव से कुचल जाएंगे या मानव शरीर में संवेदनशील ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

रोबोटिक्स इंस्टीट्यूट से संबद्ध सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर अब्दोन पेना-फ्रांसेच ने कहा, यदि आप रोबोट को नरम बनाते हैं, तो आपको उन्हें शक्ति देने और उन्हें स्थानांतरित करने के लिए नए तरीकों के साथ आने की जरूरत है ताकि वे काम कर सकें। आज के प्रोटोटाइप आम तौर पर हाइड्रोलिक्स या मैकेनिकल तारों के साथ चलते हैं, जिसके लिए रोबोट को पावर स्रोत या नियंत्रक से बांधने की आवश्यकता होती है, साथ ही यह भी सीमित होता है कि वे कहां जा सकते हैं।

चुंबक इन रोबोटों को मुक्त कर सकते हैं, जिससे उन्हें चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्थानांतरित किया जा सकता है। हालाँकि, पारंपरिक, धात्विक चुम्बक अपनी जटिलताएँ पेश करते हैं। वे नरम रोबोटों के लचीलेपन को कम कर सकते हैं और कुछ चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए बहुत जहरीले हो सकते हैं।

नया जेल चिकित्सा कार्यों के लिए एक गैर विषैले विकल्प हो सकता है, और चुंबक की रासायनिक संरचना में और संशोधन से इसे पर्यावरण और मानव शरीर में ख़राब होने में मदद मिल सकती है। ऐसे बायोडिग्रेडेबल मैग्नेट का उपयोग कैप्सूल में किया जा सकता है जो दवा छोड़ने के लिए शरीर के लक्षित स्थानों पर निर्देशित होते हैं। पेना-फ्रांसेच ने कहा, अगर ये सामग्रियां आपके शरीर में सुरक्षित रूप से नष्ट हो सकती हैं, तो आपको उन्हें बाद में किसी अन्य सर्जरी से पुनर्प्राप्त करने की ज़रूरत नहीं है। यह अभी भी काफी खोजपूर्ण है, लेकिन ये सामग्रियां किसी दिन नए, सस्ते चिकित्सा ऑपरेशन को सक्षम कर सकती हैं।

इस जेल में पूरी तरह से कार्बन-आधारित अणु होते हैं। मुख्य घटक टेंपो है, एक अणु जिसमें एक मुक्त इलेक्ट्रॉन होता है जो परमाणु बंधन के अंदर किसी अन्य इलेक्ट्रॉन के साथ जोड़ा नहीं जाता है। जेल में प्रत्येक अयुग्मित टेंपो इलेक्ट्रॉन का स्पिन एक चुंबकीय क्षेत्र के तहत संरेखित होता है, जो जेल को अन्य चुंबकीय सामग्रियों की ओर आकर्षित करता है। जेल में अतिरिक्त क्रॉस-लिंकिंग अणु एक फ्रेम की तरह काम करते हैं जो टेंपो इलेक्ट्रॉनों के चारों ओर एक सुरक्षात्मक पिंजरे का निर्माण करते हुए अणुओं को एक ठोस नेटवर्क संरचना से जोड़ता है।

सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट छात्र और अध्ययन के सह-लेखक ज़ेन झांग ने कहा, पहले के अध्ययनों ने इन छोटे, चुंबकीय अणुओं को एक जेल में भिगो दिया था, लेकिन वे जेल से बाहर निकल सकते थे। चुंबकीय अणुओं को क्रॉस-लिंक्ड जेल नेटवर्क में एकीकृत करके, उन्हें अंदर स्थिर कर दिया जाता है। सामग्री के अंदर टेंपो अणुओं को लॉक करने से यह सुनिश्चित होता है कि जेल संभावित रूप से हानिकारक टेंपो अणुओं को शरीर में लीक नहीं करता है और सामग्री को एक वर्ष से अधिक समय तक अपने चुंबकीय गुणों को बनाए रखने की अनुमति देता है।

धात्विक चुम्बकों की तुलना में कमजोर होते हुए भी, टेंपो चुम्बक इतने मजबूत होते हैं कि उन्हें दूसरे चुम्बक से खींचा और मोड़ा जा सकता है। उनके कमजोर चुंबकत्व के कुछ फायदे भी हैं – टेंपो चुंबकों को एमआरआई द्वारा फोटो खींचा जा सकता है, मजबूत चुंबकों के विपरीत जो एमआरआई छवियों को विकृत कर सकते हैं। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इंटेलिजेंट सिस्टम्स में भौतिक खुफिया विभाग के पूर्व निदेशक मेटिन सिट्टी ने कहा, हमारे चुंबकों का उपयोग करने वाले चिकित्सा उपकरणों का उपयोग लक्षित स्थानों पर दवाओं को पहुंचाने और एमआरआई इमेजिंग के तहत जीआई पथ में ऊतक आसंजन और यांत्रिकी को मापने के लिए किया जा सकता है।