बेहतर मेडिकल इम्प्लांट्स की दिशा में फ्यूज़्ड सिल्क ने केव्लर-जैसी मजबूती हासिल की

रेशम उन्नत सामग्री की दुनिया में और आगे बढ़ता है

रेशम अब केवल एक विलासितापूर्ण वस्त्र नहीं रह गया है। हाल के वर्षों में यह भोजन-संरक्षण करने वाली पैकेजिंग, त्वचा के अनुकूल पहनने योग्य सेंसरों और जैव-प्रेरित सामग्रियों की एक श्रृंखला में दिखाई दिया है। अब Tufts University, Imperial College London और University of Michigan के शोधकर्ताओं ने इसे और भी महत्वाकांक्षी क्षेत्र में पहुंचाया है, केव्लर जैसी मजबूती बताई गई fused silk बनाकर।

यह काम रेशम को घोलकर उसे किसी नए उत्पाद में पुनर्गठित करने पर निर्भर नहीं करता। इसके बजाय, टीम ने रेशों को intact रखा और उन्हें सावधानीपूर्वक नियंत्रित गर्मी और दबाव के तहत जोड़ दिया। रेशों को एक दिशा में संरेखित करके और फिर hot-pressing करके, शोधकर्ताओं ने एक ठोस पदार्थ तैयार किया जो जैव-आधारित बने रहते हुए भी मजबूत और tough है।

प्रक्रिया कैसे काम करती है

शुरुआती सामग्री वह रेशम है जिसे sericin हटाने के लिए उपचारित किया गया है, यह वही चिपचिपा प्रोटीन है जो कीड़ों को कोकून बनाने में मदद करता है। दिए गए स्रोत पाठ के अनुसार, फिर इन रेशों को 125 से 215 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान और लगभग 1,900 से 9,800 वायुमंडल के दबाव में संसाधित किया जाता है। उन स्थितियों में, रेशम प्रोटीन का amorphous phase पड़ोसी रेशों को कसकर एक-दूसरे से जोड़ने देता है।

वह bond transfer materials science का मुख्य चरण है। जब stress fused fibers के बीच कुशलतापूर्वक स्थानांतरित हो सकता है, तब परिणामी संरचना एक composite की तरह व्यवहार करती है। स्रोत इस प्रभाव की तुलना wood या carbon-fiber composites से करता है, जहां व्यवस्था और बंधन आधार सामग्री जितने ही महत्वपूर्ण होते हैं। शोधकर्ताओं ने यह भी बताया कि गर्मी और दबाव में बदलाव करके आंतरिक संरचना को अलग-अलग उपयोगों के लिए बदला जा सकता है।

यह क्यों महत्वपूर्ण है

रेशम इसलिए आकर्षक है क्योंकि इसमें जैविक उत्पत्ति और biocompatibility का लंबा रिकॉर्ड एक साथ मिलता है। चिकित्सा में, यह ऐसे implantable materials का रास्ता खोलता है जो सिर्फ़ यांत्रिक आवश्यकता पूरी न करें, बल्कि शरीर के रासायनिक वातावरण में अधिक स्वाभाविक रूप से फिट हों। इसलिए अधिक मजबूत fused silk उन जगहों पर उपयोगी हो सकता है जहां सामान्य soft biomaterials कमज़ोर पड़ते हैं और पूरी तरह synthetic विकल्प कम वांछनीय होते हैं।

लेख में next-generation implants को मुख्य अवसरों में से एक के रूप में प्रस्तुत किया गया है, और यह तर्कसंगत भी है। कई implant उपयोगों में strength, flexibility, processability और biocompatibility के बीच कठिन संतुलन चाहिए। यदि fused silk को लगातार बनाया जा सके और अलग-अलग mechanical profiles में ढाला जा सके, तो यह उन devices में उपयोगी हो सकता है जिन्हें बार-बार का भार सहना हो, लेकिन वे conventional plastics या metals की तुलना में living tissue के प्रति अधिक कोमल भी हों।

एक sustainability angle भी है। उच्च-प्रदर्शन सामग्रियां अक्सर petrochemical-intensive होती हैं और उन्हें जिम्मेदारी से recycle या dispose करना कठिन होता है। रेशम इन समस्याओं को पूरी manufacturing chain में समाप्त नहीं करता, लेकिन यह एक प्राकृतिक feedstock से performance materials बनाने का रास्ता देता है। यह अपने आप में मूल्यवान है, खासकर ऐसे समय में जब advanced manufacturing अपने पर्यावरणीय footprint को कम करने की कोशिश कर रही है, बिना कठिन यांत्रिक मानकों को छोड़े।

आगे क्या

तत्काल अगला कदम यह घोषित करना नहीं है कि रेशम Kevlar या अन्य औद्योगिक मानकों का सार्वभौमिक विकल्प बन गया है। व्यावहारिक प्रश्न यह है कि सामग्री के गुणों का यह संयोजन सबसे उपयोगी कहाँ है। चिकित्सा उपकरण और implants स्पष्ट उम्मीदवार हैं क्योंकि वे biocompatibility को महत्व देते हैं। पहनने योग्य प्रौद्योगिकियां और विशिष्ट संरचनात्मक घटक भी संभावनाशील हैं, खासकर जहां मध्यम वजन, टिकाऊपन और त्वचा या ऊतक संगतता एक साथ महत्वपूर्ण हों।

स्रोत पाठ स्पष्ट करता है कि टीम कई संभावित अनुप्रयोग देखती है। यही इस काम का आकर्षण है। एक प्रक्रिया जो किसी प्राकृतिक सामग्री को अलग-अलग संरचनात्मक रूपों में ट्यून कर सकती है, वह एक ही संकीर्ण उत्पाद के लिए बने एक fixed recipe से अधिक लचीली है। व्यवहार में, शोधकर्ता केवल अधिक मजबूत रेशम पेश नहीं कर रहे। वे एक manufacturing method दिखा रहे हैं जो रेशमी रेशों को एक नियंत्रित engineering platform में बदल देती है।

यही कारण है कि यह प्रगति अलग दिखती है। सामग्री नवाचार अक्सर विचित्र रसायनशास्त्र या पूरी तरह नई चीज़ों से आता है। यहां सफलता किसी प्राचीन, प्रचुर और परिचित चीज़ को पुनर्गठित और fuse करने से मिलती है। यदि प्रदर्शन व्यापक परीक्षणों में स्थिर रहता है, तो रेशम अतीत का कपड़ा कम और अगली पीढ़ी के implants तथा bio-derived devices के लिए एक गंभीर सामग्री अधिक बन सकता है।

यह लेख New Atlas की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.