বিজ্ঞানীরা বায়োডিগ্রেডেবল ভেলক্রো তৈরি করতে শিকারের দ্বারা অনুপ্রাণিত হন

আমাদের পথে আসা প্রতিটি বিস্ময়কর বৈজ্ঞানিক গল্প সম্পর্কে লিখতে আমাদের খুব কমই সময় থাকে। তাই, এই বছর, আমরা আবারও 25 ডিসেম্বর থেকে 5 জানুয়ারী মাসের মধ্যে প্রতিদিন ফাটল ধরে এমন একটি গল্প হাইলাইট করে ক্রিসমাস টুয়েলভ ডেজ নিবন্ধগুলির একটি বিশেষ সিরিজ প্রকাশ করছি৷ আজ: বায়োডিগ্রেডেবল ভেলক্রো প্রকৃতি দ্বারা অনুপ্রাণিত। প্রকৃতি

Velcro এক জিনিয়াস হুক ফাস্টেনার প্রকৃতি দ্বারা অনুপ্রাণিত, বিশেষ করে কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট। এখন ইতালীয় ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির বিজ্ঞানীরা সেই সুবিধা ফিরিয়ে দিচ্ছেন। গাছপালা আরোহণের দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, তারা প্রথম বায়োডিগ্রেডেবল ভেলক্রো তৈরি করেছিল, যেটি তারা ফসল গাছের স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ করতে এবং প্রয়োজনের সময় কীটনাশক এবং ওষুধ সরবরাহ করার জন্য ছোট ডিভাইস তৈরি করতে ব্যবহার করেছিল। নভেম্বরের সংবাদপত্র কমিউনিকেশন ম্যাটেরিয়ালস ম্যাগাজিনে প্রকাশিত।

ভেলক্রোর স্রষ্টা ছিলেন একজন সুইস প্রকৌশলী জর্জ ডি মেস্ট্রাল, মহান বহিরঙ্গন জন্য একটি আবেগ সঙ্গে উদ্ভাবনের একটি ভালবাসা সমন্বয়. হাই স্কুল থেকে স্নাতক হওয়ার পর, তিনি একটি সুইস ইঞ্জিনিয়ারিং কোম্পানির মেশিন শপে চাকরি পান। 1948 সালে, ডি মেস্ট্রাল পাখি শিকারে যাওয়ার জন্য কাজ থেকে দুই সপ্তাহের ছুটি নিয়েছিলেন। একটি আইরিশ পয়েন্টার নিয়ে জুরা পর্বতমালায় হাইক করার সময়, তিনি কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট (বারডক বীজ) রোগে আক্রান্ত হন যা তার জামাকাপড় এবং তার কুকুরের চুল উভয়েই আটকে থাকে।

শক্ত বীজের পাত্রগুলোকে আলাদা করা এতটাই কঠিন ছিল যে ডি মেস্ট্রাল অনুসন্ধান করেছিলেন যে সেগুলি কীভাবে স্থাপন করা হয়েছিল এবং তাদের কিছু একটি মাইক্রোস্কোপের নীচে পরীক্ষা করে। তিনি লক্ষ্য করলেন যে প্রতিটি রডের প্রান্ত শত শত ছোট হুক দিয়ে আবৃত ছিল যা থ্রেডের রিং বা কুকুরের অবস্থানে থাকা ধনকে আটকে আছে। এবং এটি তাকে একটি অনুরূপ কৃত্রিম ফাস্টেনার জন্য একটি ধারণা দিয়েছে।

ফ্রান্সের লিওনে – তখন টেক্সটাইল শিল্পের জন্য বিশ্বের কেন্দ্র – বেশিরভাগ ফ্যাব্রিক এবং ফ্যাব্রিক বিশেষজ্ঞরা সন্দেহ করেছিলেন যে এই ধারণাটি কাজ করবে। কিন্তু একজন তাঁতিও মেস্ট্রালের আবিষ্কারের প্রতি ভালোবাসা ভাগ করে নেন। একটি ছোট তাঁতে হাত দিয়ে কাজ করে, তিনি দুটি তুলার ফিতা বুনতে সক্ষম হন, যেগুলি কোকুলেটের মতো শক্তভাবে বাঁধা ছিল। ডি মেস্ট্রাল ফরাসি শব্দ VELours (“ভেলভেট”) এবং CROchet (“হুক”) থেকে তার উদ্ভাবনকে ভেলক্রো নামে অভিহিত করেছেন। ট্রেডমার্কটি আনুষ্ঠানিকভাবে 13 মে, 1958 তারিখে নিবন্ধিত হয়েছিল। ততক্ষণে, ডি মেস্ট্রাল একটি ইঞ্জিনিয়ারিং ফার্মে তার চাকরি ছেড়ে দিয়েছিলেন এবং ধারণাটি উন্নত করতে $150,000 ঋণ পেয়েছিলেন এবং নতুন হুক এবং লুপ হুক তৈরি করার জন্য তার নিজস্ব কোম্পানি স্থাপন করেছিলেন।

1960 সালে আনুষ্ঠানিকভাবে প্রবর্তিত, Velcro অবিলম্বে সফল হয়নি, যদিও NASA এটিকে মহাকাশচারীদের বড় স্পেস স্যুটে প্রবেশ এবং বাইরে আনার জন্য দরকারী বলে মনে করেছিল। অবশেষে, বাচ্চাদের পোশাক এবং খেলাধুলার পোশাক প্রস্তুতকারীরা এই সুযোগটি উপলব্ধি করে এবং কোম্পানিটি শীঘ্রই ডি মেস্ট্রালকে এক কোটিপতি করে, বছরে 60 মিলিয়ন ইয়ার্ডেরও বেশি ভেলক্রো বিক্রি করে। তিনি 1990 সালে মারা যান এবং নয় বছর পরে ন্যাশনাল ইনভেনটরস হল অফ ফেমে ভর্তি হন।

ভেলক্রো, সাধারণত নাইলনের তৈরি, খেলাধুলার জুতা, ব্যাকপ্যাক, মানিব্যাগ, জ্যাকেট, ঘড়ি, রক্তচাপের কাফ এবং খেলনা যেমন ডার্ট বোর্ডে ব্যবহৃত হয় যা শিশুদের জন্য নিরাপদ। এমনকি প্রথম কৃত্রিম হৃদপিণ্ড প্রতিস্থাপনের সময়, এটি মানুষের হৃদয়কে একত্রে রাখতে সাহায্য করেছিল। “আঠালো” এর গঠন থেকে আসে: একটি মাইক্রোস্কোপের নীচে ভেলক্রো ফাস্টেনার দুটি স্ট্রিপ পরীক্ষা করুন এবং আপনি দেখতে পাবেন যে একটি স্ট্রিপে মাইক্রোস্কোপিক লুপ রয়েছে এবং অন্যটিতে ছোট হুক রয়েছে যা নিরাপদে বেঁধে রাখার জন্য লুপের সাথে লেগে থাকে।

সহ-লেখক ইসাবেলা ফিওরেলো এবং তার সহকর্মীরা উদ্ভিদ পর্যবেক্ষণের জন্য উদ্ভাবনী নতুন প্রযুক্তি বিকাশে আগ্রহী ছিলেন। হাতেনাতে রোগ সনাক্ত করতে, সেইসাথে গাছপালা বিভিন্ন পদার্থ প্রদান. যাইহোক, এই জাতীয় বেশ কয়েকটি ডিভাইস গাছের পাতার ক্ষতি না করে সরাসরি আঠালো করা যেতে পারে। সেরা বর্তমান বিকল্পগুলি হল রাসায়নিক আঠালো বা ক্লিপ দিয়ে সুরক্ষিত সেন্সর। এছাড়াও মাইক্রো-সুই-ভিত্তিক প্যাচ রয়েছে যা রোগ সনাক্ত করতে পাতার মধ্যে প্রবেশ করতে পারে।

ফিওরেলো এবং খ. সাধারণ ক্যাচ প্ল্যান্টে অনুপ্রেরণা পাওয়া গেছে (গ্যালিয়াম এপারিন) তারা মাটিতে ঘন, জটযুক্ত মাদুর তৈরি করতে পারে এবং যদিও গাছপালা ছয় ফুট পর্যন্ত বাড়তে পারে, তারা নিজেরাই দাঁড়াতে পারে না এবং সমর্থনের জন্য পরিবর্তে অন্য গাছপালা ব্যবহার করতে হয়। এই উদ্দেশ্যে, লেখকরা পাতার সাথে যান্ত্রিকভাবে সংযুক্ত করার জন্য আণুবীক্ষণিক হুক ব্যবহার করে, হোস্ট গাছগুলিতে আরোহণের জন্য ম্যাট ঘাসের জন্য “অনন্য পরজীবী পঙ্গপালের মতো নোঙ্গর প্রক্রিয়া” এর উপর নির্ভর করেন।

ইতালীয় দলটি এই মাইক্রো-হুক কাঠামোটি ঘনিষ্ঠভাবে অধ্যয়ন করে এবং তারপরে চিনির মতো পদার্থ থেকে তৈরি আলোক সংবেদনশীল এবং বায়োডিগ্রেডেবল উপকরণ সহ বিভিন্ন উপকরণ ব্যবহার করে একটি উচ্চ-রেজোলিউশন 3D প্রিন্টার ব্যবহার করে কৃত্রিম সংস্করণ তৈরি করে। isomalt. তাদের কৃত্রিম প্রজনন, তাদের প্রাকৃতিক প্রতিরূপের মতো, বিভিন্ন উদ্ভিদ প্রজাতিকে মেনে চলার ক্ষমতা প্রমাণ করেছে।

একটি প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশন হিসাবে, দলটি এমন একটি ডিভাইস তৈরি করেছে যা ন্যূনতম আক্রমণাত্মকতার সাথে উদ্ভিদের কিউটিকেল ভেদ করতে পারে, এইভাবে প্রয়োজনে উদ্ভিদটিকে পর্যবেক্ষণ এবং চিকিত্সা করার অনুমতি দেয়। আইসোমল্ট মাইক্রোক্র্যাকগুলি পাতার ভাস্কুলার সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং তারপর আইসোমল্ট দ্রবীভূত হওয়ার সাথে সাথে ভিতরে দ্রবীভূত হয়।

ফিওরেলো এবং খএর পরীক্ষা-নিরীক্ষা। এটি কীটনাশকের ব্যাপক ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করবে। এবং প্লাস্টার প্রয়োগের পরে গলে যাওয়ায় অতিরিক্ত বর্জ্য নেই।

দলটি আলো-সংবেদনশীল রজন দিয়ে তৈরি হুকগুলিও প্রিন্ট করেছে এবং প্ল্যান্টের তাপমাত্রা বেতারভাবে পর্যবেক্ষণ করার জন্য স্মার্ট ক্লিপ তৈরি করতে আলো, তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা সেন্সরগুলির সাথে একত্রিত করেছে। ক্লিপগুলি পৃথক পাতায় আটকানো হয় এবং একটি ব্যক্তিগত কম্পিউটার প্রোগ্রামের মাধ্যমে বেতারভাবে প্রেরণ করা হয়।

প্রোটোটাইপটি বাতাসের অবস্থার প্রতিরোধী বলে প্রমাণিত হয়েছিল এবং 50 দিন পর্যন্ত রিয়েল টাইমে পরিমাপ করতে সক্ষম হয়েছিল। ডিভাইসগুলি ছোট আকারের বোটানিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে বা তাদের স্কেল প্রসারিত করা যেতে পারে। লেখকদের মতে, উদাহরণস্বরূপ, কৃষকরা আরও ভাল মানচিত্র এবং ফসলের বৃহৎ এলাকা নিরীক্ষণ করতে এই ধরনের অনেক ডিভাইস বিতরণ করতে পারে।

অবশেষে, ফিওরেলো এবং খ. একটি মাইক্রো-রোবোটিক সিস্টেম তৈরি করে ম্যাট প্ল্যান্টের র্যাচেটের মতো গতি পুনরুত্পাদন করে যা পাতার পৃষ্ঠে মাইক্রো স্টেপ ব্যবহার করে নড়াচড়া করতে পারে। কর্মের অনুরূপ প্রক্রিয়া পূর্বে প্রদর্শিত হয়েছে স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ে স্পাইনিবট— কঠিন, সমতল পৃষ্ঠগুলি পরিমাপ করতে পারে তার পায়ে ক্ষুদ্রাকৃতির স্পাইকের একটি সিরিজের জন্য ধন্যবাদ — এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলে সংঘর্ষ রোবটপর্দার মতো আলগা ঝুলন্ত ফ্যাব্রিক যা পৃষ্ঠে উঠতে পারে।

আইআইসি মাইক্রোরোবট একটি দূরবর্তীভাবে নিয়ন্ত্রিত নরম তরল মাল্টিফেজ অ্যাকচুয়েটরের উপর ভিত্তি করে কাছাকাছি-ইনফ্রারেড লেজার চালু এবং বন্ধ। যদিও তাদের নরম রোবটটি সম্পূর্ণরূপে প্রদর্শনের উদ্দেশ্যে, লেখক লিখেছেন, “যতদূর আমরা জানি, এটি একটি উদ্ভিদ-অনুপ্রাণিত যন্ত্র, এটি এমন একটি ধারণার প্রথম প্রমাণ যা পাতার উপর র্যাচেটের মতো গতিশীলভাবে নোঙ্গর করতে পারে।” এই জাতীয় ডিভাইসগুলি প্রাকৃতিক পরিবেশে কাজ করে তা নিশ্চিত করতে অনেক বাধা অতিক্রম করতে হবে, যেমন বিভিন্ন আবহাওয়ায় ঘন গাছপালা চালনা করা।

“আমাদের গবেষণা সর্বদা প্রকৃতি পর্যবেক্ষণ এবং পরিবেশের উপর সামান্য প্রভাব ফেলে এমন রোবোটিক প্রযুক্তির মাধ্যমে জীবিত জিনিসগুলির দ্বারা ব্যবহৃত কৌশলগুলি পুনরাবৃত্তি করে শুরু হয়।” বারবারা মাজোলাই ড, IIT-এর রোবোটিক্সের ডেপুটি ডিরেক্টর, IIT Bioinspired Soft Robotics Lab-এর প্রধান৷ “এই সর্বশেষ গবেষণা প্রকল্পের মাধ্যমে, আমরা আবারও প্রমাণ করেছি যে উদ্ভাবনী সমাধানগুলি তৈরি করা সম্ভব যা শুধুমাত্র আমাদের গ্রহের স্বাস্থ্য, বিশেষ করে গাছপালা নিয়ন্ত্রণ করাই নয়, এটি পরিবর্তন না করেও তা করতে পারে।”

DOI: কমিউনিকেশন ম্যাটেরিয়ালস, 2021। 10.1038 / s43246-021-00208-0 (DOI সম্পর্কে)।