سمارٹ ٹیکسٹائل بہت سے ممکنہ پہننے کے قابل ٹیکنالوجی ایپلی کیشنز پیش کرتے ہیں، علاج سے لے کر سینسنگ تک۔ اس طرح کے ذہین ٹیکسٹائل کے مؤثر طریقے سے کام کرنے کے لیے، انہیں مضبوط، کھینچنے کے قابل، اور برقی طور پر چلنے والے ہونے کی ضرورت ہے۔ تاہم، ان تین خصوصیات کے حامل ریشوں کو گھڑنا مشکل ہے اور اس کے لیے پیچیدہ حالات اور نظام کی ضرورت ہوتی ہے۔

مکڑیاں جالے بنانے کے لیے ریشم کو کیسے گھماتی ہیں اس سے تحریک حاصل کرتے ہوئے، نیشنل یونیورسٹی آف سنگاپور کے کالج آف ڈیزائن اینڈ انجینئرنگ کے تحت شعبہ میٹریل سائنس اینڈ انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر سوئی چنگ ٹین کی قیادت میں محققین کی ایک ٹیم نے اپنے بین الاقوامی ساتھیوں کے ساتھ مل کر نرم ریشوں کو تیار کرنے کا ایک جدید طریقہ تیار کیا جس میں یہ تین اہم خصوصیات ہیں، اور ساتھ ہی اسے آسانی سے نئے ریشے بنانے کے لیے دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تانے بانے کا عمل کمرے کے درجہ حرارت اور دباؤ پر کیا جا سکتا ہے، اور اس میں کم سالوینٹ کے ساتھ ساتھ کم توانائی بھی استعمال ہوتی ہے، جس سے یہ مختلف سمارٹ ایپلی کیشنز کے لیے فعال نرم ریشے تیار کرنے کا ایک پرکشش آپشن بنتا ہے۔

“سمارٹ ٹیکسٹائل الیکٹرانکس کی اعلی مانگ کو پورا کرنے کے لیے نرم ریشوں کو بنانے کے لیے ٹیکنالوجیز سادہ، موثر اور پائیدار ہونی چاہئیں۔ ہمارے اسپائیڈر سے متاثر طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے نرم ریشوں کو مختلف سمارٹ ٹیکنالوجی ایپلی کیشنز کے لیے ورسٹائل ثابت کیا گیا ہے — مثال کے طور پر، ان فنکشنل ریشوں کو گیمنگ کے مقاصد کے لیے سٹرین سینسنگ گلوو میں شامل کیا جا سکتا ہے، اور ایک سمارٹ فیس ماسک کے ذریعے سانس لینے کی حالت کو مانیٹر کیا جا سکتا ہے جیسے کہ رکاوٹ والی نیند کی کمی۔ یہ بہت سے امکانات میں سے کچھ ہیں،” اسسٹ پروفیسر ٹین نے کہا۔

سائنسی جریدے میں شائع ہونے والے اپنے مقالے میں ان کی اختراع کا مظاہرہ اور خاکہ پیش کیا گیا تھا۔ نیچر الیکٹرانکس 27 اپریل 2023 کو۔

نرم ریشوں کا جالا گھمانا

مصنوعی ریشوں کو بنانے کے لیے روایتی مصنوعی گھماؤ کے طریقوں میں ہائی پریشر، ہائی انرجی ان پٹ، کیمیکلز کی بڑی مقدار، اور خصوصی آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔ مزید یہ کہ نتیجے میں آنے والے ریشوں کے عام طور پر محدود افعال ہوتے ہیں۔

اس کے برعکس، مکڑی کا ریشم گھومنے کا عمل انتہائی موثر ہے اور کمرے کے درجہ حرارت اور دباؤ میں مضبوط اور ورسٹائل ریشے بنا سکتا ہے۔ موجودہ تکنیکی چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے، NUS ٹیم نے ایک جہتی (1D) فعال نرم ریشوں کو بنانے کے لیے اس قدرتی گھومنے کے عمل کی تقلید کرنے کا فیصلہ کیا جو مضبوط، کھینچنے کے قابل، اور برقی طور پر چلنے والے ہیں۔ انہوں نے مکڑی کے ریشم کی تشکیل میں دو منفرد مراحل کی نشاندہی کی جن کی وہ نقل کر سکتے ہیں۔

مکڑی کے ریشم کی تشکیل میں ایک انتہائی مرتکز پروٹین محلول، جسے ریشم کے ڈوپ کے نام سے جانا جاتا ہے، کو ریشے کے اسٹرینڈ میں تبدیل کرنا شامل ہے۔ محققین نے سب سے پہلے اس بات کی نشاندہی کی کہ سلک ڈوپ میں پروٹین کا ارتکاز اور تعامل ڈوپ کی ترکیب سے کتائی تک بڑھتا ہے۔ دوسرے مرحلے کی نشاندہی کی گئی کہ ڈوپ کے اندر پروٹین کی ترتیب تبدیل ہوتی ہے جب بیرونی عوامل ریشم کے ڈوپ سے مائع حصے کو الگ کرنے میں مدد کرنے کے لیے متحرک ہوتے ہیں، ٹھوس حصہ یعنی مکڑی کے ریشم کے ریشے چھوڑ دیتے ہیں۔ یہ دوسرا مرحلہ مائع ٹھوس مرحلے کی علیحدگی کے طور پر جانا جاتا ہے۔

ٹیم نے دو مراحل کو دوبارہ بنایا اور ایک نیا اسپننگ عمل تیار کیا جسے فیز سیپریشن-ایبلڈ ایمبیئنٹ (PSEA) اسپننگ اپروچ کہا جاتا ہے۔

نرم ریشوں کو پولی کریلونیٹریل (PAN) اور چاندی کے آئنوں پر مشتمل ایک چپچپا جیل محلول سے کاتا گیا تھا – جسے PANSion کہا جاتا ہے – ایک عام سالوینٹ dimethylformamide (DMF) میں تحلیل ہوتا ہے۔ جیل کے اس محلول کو اسپننگ ڈوپ کے نام سے جانا جاتا ہے، جو اسپننگ کے عمل کے ذریعے نرم ریشے کے ایک اسٹرینڈ میں بنتا ہے جب جیل کو محیط حالات میں کھینچ کر کاتا جاتا ہے۔

ایک بار جب PANSion جیل کو کھینچ کر ہوا کے سامنے لایا جاتا ہے، تو ہوا میں پانی کے مالیکیول جیل کے مائع حصے کو جیل کے ٹھوس حصے سے بوندوں کی شکل میں الگ کرنے کے لیے محرک کے طور پر کام کرتے ہیں، اس رجحان کو غیر محلول کہا جاتا ہے۔ بخارات سے متاثرہ مرحلے کی علیحدگی کا اثر۔ ٹھوس ریشے سے الگ ہونے پر، مائع حصے کی بوندوں کو فائبر کو عمودی طور پر یا کشش ثقل کے زاویے پر پکڑ کر اپنا کام کرنے کے لیے ہٹا دیا جاتا ہے۔

“آل راؤنڈ فنکشنلٹیز کے ہموار انضمام کے ساتھ 1D نرم ریشوں کی فیبریکیشن کو حاصل کرنا بہت زیادہ مشکل ہے اور اس کے لیے پیچیدہ فیبریکیشن یا ایک سے زیادہ پوسٹ ٹریٹمنٹ کے عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ جدید طریقہ فنکشنل 1D پیدا کرنے کے لیے ایک سادہ لیکن موثر اسپننگ اپروچ تخلیق کرنے کی غیر پوری ضرورت کو پورا کرتا ہے۔ نرم ریشے جو بیک وقت متحد مکینیکل اور برقی افعال رکھتے ہیں،” اسسٹ پروفیسر ٹین نے کہا۔

تین خصوصیات، ایک طریقہ

جیل کے حل کی منفرد تشکیل کے ساتھ مل کر بایومیمیٹک اسپننگ کے عمل نے محققین کو نرم ریشوں کو بنانے کی اجازت دی جو تین اہم خصوصیات سے جڑے ہوئے ہیں – مضبوط، کھینچنے کے قابل، اور برقی طور پر کنڈکٹیو۔

محققین نے تناؤ کے ٹیسٹوں کی ایک سیریز کے ذریعے PANSion جیل کی مکینیکل خصوصیات، طاقت اور لچک کا تجربہ کیا اور یہ ظاہر کیا کہ یہ قابل ذکر اختراع بہترین طاقت اور لچک رکھتی ہے۔ ان ٹیسٹوں نے محققین کو یہ نتیجہ اخذ کرنے کی بھی اجازت دی کہ جیل کے اندر دھات پر مبنی کمپلیکس کے درمیان مضبوط کیمیائی نیٹ ورک کی تشکیل اس کی مکینیکل خصوصیات کے لیے ذمہ دار ہے۔

سالماتی سطح پر PANSion نرم ریشوں کے مزید تجزیے نے اس کی برقی چالکتا کی تصدیق کی اور یہ ظاہر کیا کہ PANSion جیل میں موجود چاندی کے آئنوں نے نرم ریشوں کی برقی چالکتا میں حصہ ڈالا۔

اس کے بعد ٹیم نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ PANSion نرم ریشے ان تمام خصوصیات کو پورا کرتے ہیں جو اسے ورسٹائل ہونے اور ممکنہ طور پر سمارٹ ٹیکنالوجی ایپلی کیشنز کی وسیع رینج میں استعمال کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

ممکنہ درخواستیں اور اگلے اقدامات

ٹیم نے متعدد ایپلی کیشنز میں PANSion نرم ریشوں کی صلاحیتوں کا مظاہرہ کیا، جیسے مواصلات اور درجہ حرارت کا احساس۔ PANSion ریشوں کو ایک انٹرایکٹو دستانے بنانے کے لیے سلایا گیا تھا جو ایک سمارٹ گیمنگ دستانے کی مثال دیتا ہے۔ کمپیوٹر انٹرفیس سے منسلک ہونے پر، دستانے کامیابی سے انسانی ہاتھوں کے اشاروں کا پتہ لگا سکتا ہے اور صارف کو سادہ گیم کھیلنے کے قابل بنا سکتا ہے۔

PANSion فائبر برقی سگنلز میں ہونے والی تبدیلیوں کا بھی پتہ لگاسکتے ہیں جنہیں موورس کوڈ کی طرح مواصلت کی ایک شکل کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس کے علاوہ، یہ ریشے درجہ حرارت کی تبدیلیوں کو محسوس کر سکتے ہیں، ایک ایسی خاصیت جو ممکنہ طور پر روبوٹ کو انتہائی درجہ حرارت والے ماحول سے بچانے کے لیے کیپٹلائز کی جا سکتی ہے۔ محققین نے ماسک پہننے والے کی سانس لینے کی سرگرمیوں کی نگرانی کے لیے PANSion کے ریشوں کو ایک سمارٹ چہرے کے ماسک میں بھی سلایا۔

PANSion نرم ریشوں کے ممکنہ ایپلی کیشنز کی وسیع رینج کے سب سے اوپر، یہ اختراعی دریافت پائیداری میں پوائنٹس حاصل کرتی ہے۔ PANSion ریشوں کو DMF میں تحلیل کرکے ری سائیکل کیا جا سکتا ہے، جس سے اسے نئے ریشوں کو گھومنے کے لیے دوبارہ جیل محلول میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ دیگر موجودہ فائبر اسپننگ طریقوں سے موازنہ کرنے سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ مکڑی سے متاثر یہ نیا طریقہ نمایاں طور پر کم مقدار میں توانائی استعمال کرتا ہے اور اس کے لیے کم مقدار میں کیمیکلز کی ضرورت ہوتی ہے۔

اس جدید دریافت کے علاوہ، تحقیقی ٹیم خام مال سے لے کر حتمی پروڈکٹ کی ری سائیکلنگ تک اپنے پیداواری دور میں PANSion نرم ریشوں کی پائیداری کو بہتر بنانے پر کام جاری رکھے گی۔



>Source link>

>>Join our Facebook Group be part of community. <<

By hassani

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *