वैज्ञानिकों ने नई सामग्री का विकास किया है जो कि स्टील की तरह लोचदार लेकिन कठिन है


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एक नया हाई-टेक फाइबर जो एक धातु की ताकत के साथ रबर की लोच को जोड़ता है, अमेरिकी वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया है।

कठिन अटूट सामग्री मानव त्वचा की नकल करती है, लेकिन बिजली का संचालन भी करती है और उपयोग के बाद खुद को ठीक करती है, जो कि स्ट्रेचेबल इलेक्ट्रॉनिक्स और सॉफ्ट रोबोटिक्स के लिए महत्वपूर्ण कारक हैं।


इसका उपयोग पैकेजिंग सामग्री या अगली पीढ़ी के वस्त्रों के लिए भी किया जा सकता है।



'सामग्री की व्याख्या करने का एक अच्छा तरीका रबर बैंड और धातु के तारों के बारे में सोचना है,' प्रोफेसर माइकल डिकी ने कहा उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी में


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“एक रबर बैंड बहुत दूर तक खींच सकता है, लेकिन इसे खींचने के लिए ज्यादा बल नहीं लेना चाहिए। एक धातु के तार को इसे खींचने के लिए बहुत अधिक बल की आवश्यकता होती है, लेकिन इसमें बहुत अधिक खिंचाव नहीं होता है - इससे पहले कि आप इसे बहुत दूर खींच सकें, यह टूट जाता है। हमारे तंतुओं में दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ हैं। '

“प्रकृति में पाई जाने वाली कठिन सामग्री बाहरी भार के खिलाफ कई जैविक ऊतकों की संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखती है। उदाहरण के लिए, कोलेजन, एक नेटवर्क में त्वचा को मजबूत करता है जिसमें बंडल फाइबर होते हैं जो जल्दी और प्रभावी रूप से ऊर्जा का प्रसार करते हैं और कटौती को फैलने से रोकते हैं। बायोमोलेक्यूल टाइटिन द्वारा मानव की मांसपेशियों को मजबूत किया जाता है, जो तन्यता भार को अवशोषित करने के लिए उल्टा असर करता है।

'इन प्रकार के ऊतकों को न केवल तन्यता विरूपण को समायोजित करने के लिए खिंचाव करने की आवश्यकता होती है, बल्कि यांत्रिक विफलता से बचने के लिए भी कठिन होना चाहिए।


'इन गुणों की नकल करने की क्षमता व्यावहारिक कार्यों (उदाहरण के लिए पैकेजिंग और सुरक्षात्मक उपकरण) और उभरते अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो बढ़ाव से गुजरते हैं (उदाहरण के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स, सॉफ्ट रोबोटिक्स और इलेक्ट्रॉनिक त्वचा)।

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नए फाइबर में एक गैलियम धातु कोर होता है, जो एक लोचदार बहुलक म्यान से घिरा होता है, जो धातु के तार या अपने आप में बहुलक म्यान की तुलना में कहीं अधिक कठिन होता है।

जब तनाव में रखा जाता है, तो फाइबर में धातु कोर की ताकत होती है - लेकिन जब धातु टूट जाती है, तो फाइबर विफल नहीं होता है क्योंकि बहुलक शीथ धातु में टूटने के बीच तनाव को अवशोषित करता है और तनाव को वापस धातु कोर में स्थानांतरित करता है।


यह प्रतिक्रिया उसी तरह है जैसे मानव ऊतक टूटी हड्डियों को एक साथ रखता है।

'हर बार धातु कोर टूटने से ऊर्जा नष्ट हो जाती है, जिससे फाइबर ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए जारी रहता है क्योंकि यह बढ़ जाता है,' डिकी कहते हैं। 'जब दो हिस्सों में तड़कने के बजाय, यह विफलता से पहले अपनी मूल लंबाई से सात गुना तक बढ़ सकता है, जबकि रास्ते में तार में कई अतिरिक्त टूटता है।

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'इसे दूसरे तरीके से सोचने के लिए, फाइबर ने भारी वजन नहीं उठाया और छोड़ दिया। इसके बजाय, आंतरिक विराम के माध्यम से बार-बार ऊर्जा जारी करने से, फाइबर धीरे-धीरे और तेजी से वजन कम करता है। ”


गैलियम कोर प्रवाहकीय भी है, हालांकि यह अपनी चालकता खो देता है जब आंतरिक कोर टूट जाता है - लेकिन फाइबर को धातु के कोर को वापस पिघलाकर भी पुन: उपयोग किया जा सकता है।

अध्ययन के संबंधित लेखक ने कहा: 'त्वचा की कठोरता की नकल करने के लिए इंजीनियरिंग सामग्री में बहुत रुचि है - और हमने एक फाइबर विकसित किया है जो त्वचा की कठोरता को पार कर गया है लेकिन अभी भी त्वचा की तरह लोचदार है।

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“हमने अवधारणा कार्य के इस प्रमाण के लिए गैलियम का उपयोग किया, लेकिन कोर और शेल में विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करके तंतुओं को उनके यांत्रिक गुणों को बदलने, या उच्च तापमान पर कार्यक्षमता बनाए रखने के लिए ट्यून किया जा सकता है।


“यह केवल अवधारणा का प्रमाण है, लेकिन यह बहुत अधिक क्षमता रखता है। हमें यह देखने में रुचि है कि इन तंतुओं का उपयोग नरम रोबोटिक्स में कैसे किया जा सकता है या जब विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए वस्त्रों में बुना जाता है। ”

अध्ययन पत्रिका में प्रकाशित हुआ था विज्ञान अग्रिम

()घड़ीनीचे शैक्षिक वीडियो)

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