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जीवन-प्रेरित सामग्री के लिए अनुसंधानकर्ता मार्ग प्रशस्त करते हैं
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एक नया सामग्री जो जीवित प्रणालियों से प्रेरित है, अपने विद्युत व्यवहार को पहले के अनुभव के आधार पर बदलती है। आल्टो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित, इसने प्रभावी रूप से एक मूलभूत रूप से अनुकूली स्मृति प्राप्त की है।
इस तरह की अनुकूली सामग्री अगली पीढ़ी के चिकित्सा और पर्यावरण सेंसर, साथ ही साथ नरम रोबोट और सक्रिय सतहों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है।
जीवित प्रणालियों में प्रतिक्रियाशील सामग्री
प्रतिक्रियाशील सामग्री विभिन्न अनुप्रयोगों में पाई जा सकती है, जैसे कि धूप में अंधेरा होने वाला चश्मा। हालांकि, मौजूदा सामग्री हमेशा एक ही तरीके से प्रतिक्रिया करती है, और उनकी प्रतिक्रिया परिवर्तन से स्वतंत्र होती है। इसका मतलब है कि वे अपने अतीत के अनुभवों के आधार पर अनुकूलन नहीं करते हैं।
दूसरी ओर, जीवित प्रणालियां अपने व्यवहार को पहले की स्थितियों के आधार पर अनुकूलित करती हैं।
बो पेंग आल्टो विश्वविद्यालय में एक अकादमी अनुसंधान साथी हैं और शोध के वरिष्ठ लेखकों में से एक हैं।
“सामग्री विज्ञान में अगली बड़ी चुनौतियों में से एक जीवित जीवों से प्रेरित वास्तव में स्मार्ट सामग्री विकसित करना है,” पेंग कहते हैं। “हम एक सामग्री विकसित करना चाहते थे जो अपने इतिहास के आधार पर अपने व्यवहार को समायोजित करे।”
सामग्री में अनुकूली स्मृति प्राप्त करना
टीम ने पहले माइक्रोमीटर-आकार के चुंबकीय बीड्स का संश्लेषण किया, फिर उन्हें एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ उत्तेजित किया। बीड्स तब तक ढेर हो जाते हैं जब तक कि चुंबक चालू होता है, और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत ढेर के आकार को प्रभावित करती है। इन आकारों का प्रभाव यह होता है कि स्तंभ विद्युत कितनी अच्छी तरह से проводित करते हैं।
‘इस प्रणाली के साथ, हमने चुंबकीय क्षेत्र उत्तेजना और विद्युत प्रतिक्रिया को जोड़ा, ”पेंग समझाते हैं। “दिलचस्प बात यह है कि हमने पाया कि विद्युत प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर निर्भर करता है, चाहे हम इसे तेजी से या धीरे से बदलें। इसका मतलब है कि विद्युत प्रतिक्रिया चुंबकीय क्षेत्र के इतिहास पर निर्भर करती है। विद्युत व्यवहार भी अलग था यदि चुंबकीय क्षेत्र बढ़ रहा था या घट रहा था। प्रतिक्रिया में द्विस्थिरता दिखाई दी, जो स्मृति का एक मूलभूत रूप है। सामग्री ऐसा व्यवहार करती है मानो उसे चुंबकीय क्षेत्र की स्मृति है।”
प्रणाली की स्मृति इसे एक तरह से व्यवहार करने में सक्षम बनाती है जो मूलभूत सीखने के समान है। जीवित जीवों में सीखने की प्रक्रिया के दौरान, जानवरों में मूल तत्व न्यूरॉन्स के बीच कनेक्शन की प्रतिक्रिया में परिवर्तन है। इसे सिनैप्स कहा जाता है, और यह परिवर्तन न्यूरॉन्स के बीच कनेक्शन को मजबूत या कमजोर बना सकता है।
शोधकर्ताओं की टीम ने चुंबकीय बीड्स के साथ एक समान प्रणाली हासिल की, लेकिन तंत्र अलग है। जब बीड्स को तेजी से पल्सिंग चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है, तो सामग्री बेहतर विद्युत प्रवाह करती है। लेकिन अगर उन्हें धीमी पल्सिंग के संपर्क में लाया जाता है, तो वे खराब विद्युत प्रवाह करती हैं।
ओली इक्काला आल्टो में एक विशिष्ट प्रोफेसर हैं।
“हमारी सामग्री थोड़ी एक सिनैप्स की तरह काम करती है,” इक्काला कहते हैं। “जो हमने प्रदर्शित किया है वह जीवन-प्रेरित सामग्री की अगली पीढ़ी के लिए मार्ग प्रशस्त करता है, जो अनुकूलन, स्मृति और सीखने की जैविक प्रक्रियाओं पर आधारित होगी।”
“भविष्य में, जीवन जैसे गुणों से प्रेरित और अधिक सामग्री हो सकती है, हालांकि वे जैविक प्रणालियों की पूरी जटिलता को शामिल नहीं करेंगी। ऐसी सामग्री नरम रोबोट और चिकित्सा और पर्यावरण निगरानी के लिए अगली पीढ़ी के लिए केंद्रीय होगी,” इक्काला निष्कर्ष निकालते हैं।
