रोबोटिक्स
शोधकर्ताओं ने सेल्फ-हीलिंग सॉफ्ट रोबोट एक्चुएटर्स विकसित किया है
पेन स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने बार-बार की गतिविधि के कारण नरम रोबोटिक एक्चुएटर्स पर होने वाले घिसाव के लिए एक समाधान विकसित किया है: स्क्विड रिंग दांतों पर आधारित एक स्व-उपचार, बायोसिंथेटिक पॉलिमर। सामग्री एक्चुएटर्स के लिए फायदेमंद है, लेकिन इसे कहीं भी लगाया जा सकता है जहां छोटे छेद समस्याएं पैदा कर सकते हैं, जैसे खतरनाक सूट।
में रिपोर्ट के अनुसार प्रकृति सामग्री, "वर्तमान स्व-उपचार सामग्री में कमियां हैं जो उनके व्यावहारिक अनुप्रयोग को सीमित करती हैं, जैसे कम उपचार शक्ति और लंबे उपचार समय (घंटे)।"
प्रकृति में स्व-उपचार करने वाले प्राणियों से प्रेरणा लेते हुए, शोधकर्ताओं ने उच्च शक्ति वाले सिंथेटिक प्रोटीन बनाए। वे छोटी-छोटी और दिखने वाली क्षति को स्वयं ठीक करने में सक्षम हैं।
मेलिक डेमिरल इंजीनियरिंग विज्ञान और यांत्रिकी के प्रोफेसर हैं और बायोमिमेटिक सामग्री में लॉयड और डोरोथी फोहर हच चेयर के धारक हैं।
उन्होंने कहा, "हमारा लक्ष्य सिंथेटिक जीव विज्ञान का उपयोग करके उनके भौतिक गुणों पर अभूतपूर्व नियंत्रण के साथ स्व-उपचार प्रोग्रामयोग्य सामग्री बनाना है।"
रोबोटिक हथियार और प्रोस्थेटिक्स
कुछ रोबोटिक मशीनें, जैसे रोबोटिक हाथ और कृत्रिम पैर, लगातार चलने वाले जोड़ों पर निर्भर करती हैं। इसके लिए नरम सामग्री की आवश्यकता होती है, और यही बात वेंटिलेटर और विभिन्न प्रकार के व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों के लिए भी सच है। ये सामग्रियां, और जो भी सामग्री लगातार दोहराव वाली गति से गुजरती हैं, उनमें छोटी-छोटी दरारें और दरारें विकसित होने और अंततः टूटने का खतरा होता है। स्व-उपचार सामग्री के उपयोग से, कोई भी गंभीर क्षति होने से पहले इन छोटे-छोटे घावों की तुरंत मरम्मत की जा सकती है।
डीएनए अग्रानुक्रम दोहराव
शोधकर्ताओं की टीम ने जीन दोहराव द्वारा उत्पादित अमीनो एसिड से युक्त डीएनए टेंडेम रिपीट की एक श्रृंखला का उपयोग करके स्व-उपचार पॉलिमर बनाया। टेंडेम दोहराव अक्सर अणुओं की एक छोटी श्रृंखला होती है जो खुद को असीमित संख्या में दोहरा सकती है।
अब्दोन पेना-फ्रांसेलश पेपर के मुख्य लेखक और डेमिरल की प्रयोगशाला में पूर्व डॉक्टरेट छात्र हैं।
अब्दोन पेना-फ्रांसेलश ने कहा, "हम सामान्य 24 घंटे की उपचार अवधि को एक सेकंड तक कम करने में सक्षम थे, इसलिए हमारे प्रोटीन-आधारित सॉफ्ट रोबोट अब खुद को तुरंत ठीक कर सकते हैं।" “प्रकृति में, स्व-उपचार में लंबा समय लगता है। इस अर्थ में, हमारी तकनीक प्रकृति को मात देती है।
डेमिरल के अनुसार, स्व-उपचार पॉलिमर पानी, गर्मी और यहां तक कि प्रकाश के उपयोग से खुद को ठीक कर सकता है।
डेमिरल ने कहा, "यदि आप इस पॉलिमर को आधे में काटते हैं, तो जब यह ठीक हो जाता है तो यह अपनी 100 प्रतिशत ताकत वापस हासिल कर लेता है।"
मेटिन सिट्टी मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इंटेलिजेंट सिस्टम्स, स्टटगार्ट, जर्मनी में फिजिकल इंटेलिजेंस विभाग के निदेशक हैं।
सिट्टी ने कहा, "निकट भविष्य में मजबूत और दोष-सहिष्णु सॉफ्ट रोबोट और एक्चुएटर्स के निर्माण के लिए शारीरिक रूप से बुद्धिमान सॉफ्ट सामग्रियों की स्व-मरम्मत आवश्यक है।"
टीम अग्रानुक्रम दोहराव की संख्या को समायोजित करके तेजी से ठीक होने वाले नरम पॉलिमर को बनाने में सक्षम थी। यह अपनी मूल ताकत को बनाए रखने में सक्षम है, और साथ ही, वे पॉलिमर को 100% बायोडिग्रेडेबल और 100% रिसाइकिल करके उसी पॉलिमर में बदलने में सक्षम थे।
पेट्रोलियम आधारित पॉलिमर
डेमिरल ने कहा, "हम कई कारणों से पेट्रोलियम आधारित पॉलिमर के उपयोग को कम करना चाहते हैं।" “जल्द ही या बाद में हमारे पास पेट्रोलियम खत्म हो जाएगा और यह प्रदूषण भी फैला रहा है और ग्लोबल वार्मिंग का कारण बन रहा है। हम वास्तव में सस्ते प्लास्टिक से प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकते। प्रतिस्पर्धा करने का एकमात्र तरीका कुछ ऐसी आपूर्ति करना है जो पेट्रोलियम आधारित पॉलिमर प्रदान नहीं कर सकते हैं और स्व-उपचार आवश्यक प्रदर्शन प्रदान करता है।
डेमिरल के अनुसार, कई पेट्रोलियम-आधारित पॉलिमर को पुनर्चक्रित किया जा सकता है, लेकिन इसे कुछ अलग करना होगा।
बायोमिमेटिक पॉलिमर बायोडिग्रेड करने में सक्षम हैं, और सिरका जैसे एसिड इसे पाउडर में रीसायकल करने में सक्षम हैं जिसे बाद में मूल स्व-उपचार पॉलिमर में निर्मित किया जा सकता है।
स्टेफ़नी मैकएलहिनी सेना अनुसंधान कार्यालय में जैव रसायन कार्यक्रम प्रबंधक हैं।
मैकएलहिनी ने कहा, "यह शोध उन भौतिक गुणों के परिदृश्य पर प्रकाश डालता है जो सिंथेटिक जीवविज्ञान दृष्टिकोण का उपयोग करके प्रकृति में मौजूद प्रोटीन से परे जाकर सुलभ हो जाते हैं।" "इन सिंथेटिक प्रोटीनों की तीव्र और उच्च शक्ति वाली स्व-उपचार भविष्य के सेना अनुप्रयोगों के लिए नई सामग्री प्रदान करने के लिए इस दृष्टिकोण की क्षमता को प्रदर्शित करती है, जैसे व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण या लचीले रोबोट जो सीमित स्थानों में युद्धाभ्यास कर सकते हैं।"
