উলের মত উপাদান মনে রাখতে এবং আকৃতি পরিবর্তন করতে পারে

যে কেউ কখনও তাদের চুল সোজা করেছে তারা জানে, জল শত্রু।তাপ দ্বারা পরিশ্রমের সাথে সোজা করা চুলগুলি জল স্পর্শ করার সাথে সাথেই কার্লগুলিতে ফিরে আসবে।কেন?কারণ চুলের আকৃতির স্মৃতি রয়েছে।এর বস্তুগত বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে নির্দিষ্ট উদ্দীপকের প্রতিক্রিয়ায় আকৃতি পরিবর্তন করতে এবং অন্যদের প্রতিক্রিয়ায় তার আসল আকারে ফিরে যেতে দেয়।
যদি অন্যান্য উপকরণ, বিশেষ করে টেক্সটাইল, আকৃতি মেমরি এই ধরনের ছিল?একটি শীতল ভেন্ট সহ একটি টি-শার্ট কল্পনা করুন যা আর্দ্রতার সংস্পর্শে এলে খোলে এবং শুকিয়ে গেলে বন্ধ হয়ে যায়, বা এক-আকার-ফিট-সব পোশাক যা একজন ব্যক্তির পরিমাপের সাথে প্রসারিত বা সঙ্কুচিত হয়।
এখন, হার্ভার্ড জন এ. পলসন স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যান্ড অ্যাপ্লায়েড সায়েন্সেস (SEAS) এর গবেষকরা একটি জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ উপাদান তৈরি করেছেন যা যে কোনও আকারে 3D-প্রিন্ট করা যেতে পারে এবং বিপরীত আকৃতির মেমরির সাথে প্রি-প্রোগ্রাম করা যেতে পারে।উপাদানটি কেরাটিন ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, চুল, নখ এবং খোসায় পাওয়া আঁশযুক্ত প্রোটিন।গবেষকরা টেক্সটাইল তৈরিতে ব্যবহৃত অবশিষ্ট আগোরা উল থেকে কেরাটিন বের করেন।
গবেষণাটি ফ্যাশন শিল্পে বর্জ্য হ্রাস করার বৃহত্তর প্রচেষ্টাকে সাহায্য করতে পারে, যা গ্রহের সবচেয়ে বড় দূষণকারী।ইতিমধ্যে, স্টেলা ম্যাকার্থির মতো ডিজাইনাররা কীভাবে শিল্পটি উল সহ উপকরণগুলি ব্যবহার করে তা পুনরায় কল্পনা করছেন।
"এই প্রকল্পের মাধ্যমে, আমরা দেখিয়েছি যে আমরা কেবল উল পুনর্ব্যবহার করতে পারি না, আমরা পুনর্ব্যবহৃত উল থেকে এমন জিনিস তৈরি করতে পারি যা আগে কখনো কল্পনা করা হয়নি," বলেছেন কিট পার্কার, SEAS-এর বায়োইঞ্জিনিয়ারিং এবং ফলিত পদার্থবিদ্যার টার ফ্যামিলি প্রফেসর এবং সিনিয়র কাগজের লেখক।“প্রাকৃতিক সম্পদের স্থায়িত্বের প্রভাব স্পষ্ট।পুনর্ব্যবহৃত কেরাটিন প্রোটিনের সাহায্যে, আমরা আজ অবধি পশুদের লোম ছাঁটাই করে যা করা হয়েছে তার চেয়ে অনেক বেশি বা তার চেয়েও বেশি করতে পারি এবং তা করার মাধ্যমে, টেক্সটাইল এবং ফ্যাশন শিল্পের পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস করা যায়।"
গবেষণাটি প্রকৃতি উপকরণে প্রকাশিত হয়েছে।
কেরাটিনের আকৃতি-পরিবর্তন ক্ষমতার চাবিকাঠি হল এর শ্রেণীবিন্যাস কাঠামো, লুকা সেরা বলেছেন, SEAS-এর পোস্টডক্টরাল ফেলো এবং কাগজের প্রথম লেখক।
কেরাটিনের একটি একক চেইন আলফা-হেলিক্স নামে পরিচিত একটি বসন্তের মতো কাঠামোতে সাজানো হয়।এই চেইনগুলির মধ্যে দুটি একসাথে মোচড় দিয়ে একটি কাঠামো তৈরি করে যা একটি কুণ্ডলীকৃত কুণ্ডলী নামে পরিচিত।এই কুণ্ডলীকৃত কয়েলগুলির মধ্যে অনেকগুলি প্রোটোফিলামেন্ট এবং অবশেষে বড় ফাইবারগুলিতে একত্রিত হয়।
"আলফা হেলিক্সের সংগঠন এবং সংযোগকারী রাসায়নিক বন্ধন উপাদানটিকে শক্তি এবং আকৃতি মেমরি উভয়ই দেয়," Cera বলেছেন।
যখন একটি ফাইবার প্রসারিত হয় বা একটি নির্দিষ্ট উদ্দীপকের সংস্পর্শে আসে, তখন বসন্তের মতো গঠনগুলি উলটে যায় এবং বন্ধনগুলি স্থিতিশীল বিটা-শীট গঠনের জন্য পুনরায় একত্রিত হয়।ফাইবারটি সেই অবস্থানে থাকে যতক্ষণ না এটি তার আসল আকারে কুণ্ডলী করতে ট্রিগার হয়।
এই প্রক্রিয়াটি প্রদর্শন করার জন্য, গবেষকরা বিভিন্ন আকারে 3D-প্রিন্টেড কেরাটিন শীট তৈরি করেন।হাইড্রোজেন পারক্সাইড এবং মনোসোডিয়াম ফসফেটের দ্রবণ ব্যবহার করে তারা উপাদানটির স্থায়ী আকৃতিকে প্রোগ্রাম করেছে — যে আকৃতিটি সর্বদা ট্রিগার করার সময় ফিরে আসবে।
একবার মেমরি সেট হয়ে গেলে, শীটটি পুনরায় প্রোগ্রাম করা এবং নতুন আকারে ঢালাই করা যেতে পারে।
উদাহরণস্বরূপ, একটি কেরাটিন শীট তার স্থায়ী আকৃতি হিসাবে একটি জটিল অরিগামি তারকাতে ভাঁজ করা হয়েছিল।একবার মেমরি সেট হয়ে গেলে, গবেষকরা তারাটিকে জলে ডুবিয়ে দেন, যেখানে এটি উন্মোচিত হয় এবং নমনীয় হয়ে ওঠে।সেখান থেকে তারা চাদরটি একটি আঁটসাঁট নলে গড়িয়ে নেয়।একবার শুকিয়ে গেলে, শীটটি সম্পূর্ণরূপে স্থিতিশীল এবং কার্যকরী নল হিসাবে লক করা হয়েছিল।প্রক্রিয়াটি বিপরীত করার জন্য, তারা টিউবটিকে আবার জলে ফেলে দেয়, যেখানে এটি খুলে যায় এবং আবার একটি অরিগামি তারাতে ভাঁজ করে।
"এই দ্বি-পদক্ষেপের প্রক্রিয়া 3D উপাদানটি মুদ্রণ করে এবং তারপরে এর স্থায়ী আকারগুলি সেট করার ফলে কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি মাইক্রন স্তরে নিচের দিকে নিয়ে সত্যিই জটিল আকারগুলি তৈরি করার অনুমতি দেয়," Cera বলেছেন।"এটি উপাদানটিকে টেক্সটাইল থেকে টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং পর্যন্ত বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।"
পার্কার বলেন, "আপনি ব্রেসিয়ার তৈরি করতে এই ধরনের ফাইবার ব্যবহার করছেন যার কাপের আকার এবং আকৃতি প্রতিদিন কাস্টমাইজ করা যেতে পারে, অথবা আপনি মেডিকেল থেরাপিউটিকসের জন্য অ্যাকচুয়েটিং টেক্সটাইল তৈরি করার চেষ্টা করছেন, লুকার কাজের সম্ভাবনাগুলি বিস্তৃত এবং উত্তেজনাপূর্ণ," পার্কার বলেছিলেন।"আমরা জৈবিক অণুগুলিকে ইঞ্জিনিয়ারিং সাবস্ট্রেট হিসাবে ব্যবহার করে টেক্সটাইলগুলিকে পুনরায় কল্পনা করতে চলেছি যেমন সেগুলি আগে কখনও ব্যবহৃত হয়নি।"