शोधकर्ता जीवनहीन सामग्रियों में जीवन की नकल करने के लिए एक नए प्रक्रिया का पता लगाते हैं

डेल्फ्ट यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नए प्रक्रिया का पता लगाया है जो जीवनहीन सामग्रियों में जीवन की नकल करने में मदद कर सकता है, जैसे कि रोबोट। यह नया प्रक्रिया जीवनहीन सामग्रियों को नियंत्रित करने के लिए ईंधन पर निर्भर करता है, जो जीवित कोशिकाओं द्वारा किया जाता है।

टीम का कहना है कि प्रतिक्रिया चक्र को विभिन्न प्रकार की सामग्रियों पर लागू किया जा सकता है। इसकी दर को भी नियंत्रित किया जा सकता है, जो इस उभरते हुए क्षेत्र में कई अवसर प्रदान करता है। यह नया विकास भविष्य के सॉफ्ट रोबोटिक्स में एक बड़ी भूमिका निभा सकता है, जहां सॉफ्ट मशीनें अपने पर्यावरण को महसूस कर सकती हैं और उचित प्रतिक्रिया दे सकती हैं।

टीम के निष्कर्षों को नेचर कम्युनिकेशन्स में प्रकाशित किया गया था।

जीवित कोशिकाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की नकल करना

रासायनिक विज्ञानी रienk ईल्केमा और उनकी टीम जीवित कोशिकाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की नकल करने पर काम कर रहे हैं, जो कोशिका को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक ईंधन प्रदान करते हैं। ये प्रतिक्रियाएं जीवनहीन सामग्रियों को उसी तरह से चलाती हैं, लेकिन वे सीमित हैं।

“अब तक, शोधकर्ताओं द्वारा केवल पांच प्रकार की प्रतिक्रियाएं व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं,” ईल्केमा कहते हैं। “उन प्रतिक्रियाओं में दो बड़े नुकसान हैं: उनकी दर को नियंत्रित करना मुश्किल है और वे केवल एक विशिष्ट सेट của अणुओं पर काम करते हैं।”

अध्ययन के प्रमुख लेखक बेंजामिन क्लेम्म के साथ, दोनों ने एक नए प्रकार की प्रतिक्रिया का पता लगाया है जिसकी दर को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है। यह प्रतिक्रिया विभिन्न प्रकार की सामग्रियों पर काम करती है।

“प्रतिक्रिया चक्र का सार यह है कि यह एक रासायनिक ईंधन को जोड़कर एक अनचार्ज और एक चार्ज कण के बीच स्विच कर सकता है,” ईल्केमा जारी रखता है। “यह हमें सामग्री को बदलने और इस प्रकार सामग्री की संरचना को संशोधित करने की अनुमति देता है, क्योंकि समान चार्ज एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और विभिन्न चार्ज एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। ईंधन के प्रकार और मात्रा प्रतिक्रिया दर को निर्धारित करते हैं, और इसलिए एक चार्ज और एक दिए गए संरचना का अस्तित्व कितने समय तक रहता है।”

टीम ने जो किया वह अपने प्रतिक्रिया चक्र का उपयोग एक हाइड्रोजेल को चार्ज करने के लिए किया, जिसके परिणामस्वरूप चार्ज एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और जेल फूल जाता है।

सॉफ्ट रोबोट्स के निर्माण में भूमिका

शोधकर्ताओं का कहना है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं का चक्र सॉफ्ट रोबोट्स के निर्माण में एक भूमिका निभा सकता है।

“सॉफ्ट रोबोट्स पहले से ही मौजूद हैं, उदाहरण के लिए माइक्रोपार्टिकल्स जो चुंबकीय या विद्युत क्षेत्रों के माध्यम से बाहरी रूप से नियंत्रित होते हैं,” ईल्केमा कहते हैं। “लेकिन अंततः आप चाहेंगे कि रोबोट स्वयं को नियंत्रित करे: यह देखें कि यह कहां है और क्या हो रहा है और फिर उचित प्रतिक्रिया दें। आप हमारे चक्र को पहले से एक कण में प्रोग्राम कर सकते हैं, फिर इसे अकेला छोड़ दें, और यह स्वतंत्र रूप से अपना कार्य करता है जब यह एक संकेत का सामना करता है।”

ईल्केमा अब प्रक्रिया में सिग्नल प्रोसेसिंग जोड़ने की कोशिश करेंगे, जो इसे पर्यावरण से जोड़ देगा।

“उदाहरण के लिए, एक पॉलिमर कण में चक्र के कुछ घटक हो सकते हैं,” वे कहते हैं। “जब यह प्रतिक्रिया के अंतिम भाग से मिलता है, तो चक्र पूरा हो जाता है, जो एक संकेत के रूप में कार्य करता है जो इसे विघटित या फूलने के लिए कहता है, उदाहरण के लिए।”

मानव और अन्य जीवों की कोशिकाएं ऊर्जा पर निर्भर करती हैं।

“यही कारण है कि हमें खाना खाने की आवश्यकता है,” ईल्केमा समझाते हैं। “ऊर्जा को कार्य से जोड़ना रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से होता है और यह जीवित प्राणियों को परिभाषित करता है। यह कोशिकाओं को नियंत्रित करने की अनुमति देता है कि संरचनाएं कब और कहां बनाई जाती हैं या प्रक्रियाएं स्थानीय और सीमित समय के लिए होती हैं।”

दूसरी ओर, जीवनहीन सामग्री ऊर्जा की आपूर्ति के बिना काम कर सकती है और हमेशा के लिए मौजूद रह सकती है। यह दस साल पहले तक नहीं था कि जीवनहीन सामग्रियों में परस्पर क्रिया को चलाने के लिए रासायनिक ईंधन का उपयोग करने वाली प्रक्रियाएं मौजूद थीं।

“हमने यहां डेल्फ्ट में इसकी शुरुआत की, साथ ही कुछ अन्य स्थानों पर, और तब से यह क्षेत्र बढ़ गया है,” ईल्केमा ने निष्कर्ष निकाला।