சிறந்த மருத்துவ இம்பிளான்டுகளுக்கான முயற்சியில் இணைக்கப்பட்ட பட்டு கெவ்லர் போன்ற உறுதித்தன்மையை அடைந்தது

பட்டு மேம்பட்ட பொருட்களின் உலகில் மேலும் முன்னேறுகிறது

பட்டு இனி வெறும் ஆடம்பரத் துணியாக மட்டுமில்லை. சமீப ஆண்டுகளில், அது உணவைப் பாதுகாக்கும் மூடுபொருட்கள், தோலுக்கு உகந்த wearable sensors, மற்றும் பல உயிரி-உந்தப்பட்ட பொருட்களில் தோன்றியுள்ளது. இப்போது Tufts University, Imperial College London, மற்றும் University of Michigan-இல் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள், கெவ்லருக்கு இணையான உறுதித்தன்மை கொண்ட fused silk-ஐ உருவாக்கி, அதை இன்னும் உயர்ந்த நிலைக்குக் கொண்டு சென்றுள்ளனர்.

இந்தப் பணியில் பட்டு கரைத்து அதை புதிய பொருளாக மறுபடியும் உருவாக்குவது இல்லை. அதற்கு பதிலாக, குழு நார்களை அப்படியே வைத்துக் கொண்டு, கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பம் மற்றும் அழுத்தத்தின் கீழ் அவற்றை இணைத்தது. நார்களை ஒரே திசையில் ஒழுங்குபடுத்தி, பின்னர் hot-pressing செய்து, ஆராய்ச்சியாளர்கள் வலிமையும் tough-உம் கொண்ட, ஆனால் உயிரியல் மூலத்தையே தக்கவைத்துள்ள ஒரு திடப் பொருளை உருவாக்கினர்.

செயல்முறை எப்படி இயங்குகிறது

தொடக்கப் பொருள் sericin-ஐ நீக்க சிகிச்சை செய்யப்பட்ட பட்டு; இது பூச்சிகள் கூட்டை உருவாக்க உதவும் ஒட்டும் புரதம். வழங்கப்பட்ட மூல உரையின்படி, பின்னர் இந்த நார்கள் 125 முதல் 215 டிகிரி செல்சியஸ் வரையிலான வெப்பநிலையிலும், சுமார் 1,900 முதல் 9,800 வளிமண்டல அழுத்தத்திற்கும் உட்படுத்தப்படுகின்றன. அந்த நிலைகளில், பட்டுப் புரதங்களின் amorphous phase அண்டை நார்கள் இறுக்கமாக ஒன்றோடு ஒன்று இணைவதைச் செய்கிறது.

அந்த bond transfer தான் பொருள் அறிவியலின் முக்கியப் படி. fused fibers-கள் இடையே stress திறமையாக நகர முடிந்ததும், உருவாகும் அமைப்பு ஒரு composite போல நடக்கிறது. மூலத்தில் இந்த விளைவு wood அல்லது carbon-fiber composites-உடன் ஒப்பிடப்படுகிறது; அங்கு அமைப்பும் பிணைப்பும் base material அளவுக்கு முக்கியம். மேலும், வெப்பத்தையும் அழுத்தத்தையும் மாற்றுவதன் மூலம் உள்ளமைப்பை வேறு பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்ப சீரமைக்க முடியும் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தனர்.

இதன் முக்கியத்துவம்

பட்டு முக்கியமானது, ஏனெனில் அது உயிரியல் தோற்றத்தையும் நீண்டகால biocompatibility பதிவையும் இணைக்கிறது. மருத்துவத்தில், இது mechanical requirement-ஐ மட்டும் பூர்த்தி செய்யாமல், உடலின் chemical environment-க்கு மேலும் இயல்பாக பொருந்தும் implantable materials-க்கு வாய்ப்பைத் திறக்கிறது. எனவே, வலிமையான fused silk சாதாரண soft biomaterials பலவீனமாக இருக்கும் இடங்களிலும், முழுமையாக synthetic விருப்பங்கள் குறைவாக விரும்பப்படும் இடங்களிலும் பொருத்தமானதாக இருக்கலாம்.

வருங்கால இம்பிளான்டுகள் இதன் முக்கிய வாய்ப்புகளில் ஒன்றாக கட்டுரையில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன, அது பொருத்தமானதும்கூட. பல implant பயன்பாடுகளில் strength, flexibility, processability, biocompatibility ஆகியவற்றைச் சமநிலைப்படுத்துவது கடினம். fused silk தொடர்ந்து உற்பத்தி செய்யப்படவும், பல mechanical profiles-க்கு ஏற்ப வடிவமைக்கப்படவும் முடிந்தால், அது மீண்டும் மீண்டும் வரும் சுமைகளைத் தாங்க வேண்டும், ஆனால் பாரம்பரிய plastics அல்லது metals-ஐ விட உயிர்த் திசுக்களுடன் மென்மையாக நடக்க வேண்டும் என்ற சாதனங்களில் பயனுள்ளதாக இருக்கலாம்.

இதில் sustainability கோணமும் உள்ளது. உயர்தரப் பொருட்கள் பெரும்பாலும் petrochemical-intensive ஆகவும், recycle அல்லது dispose செய்வது கடினமாகவும் இருக்கும். பட்டு இந்த சிக்கல்களை முழு manufacturing chain முழுவதும் நீக்கவில்லை, ஆனால் இயற்கை feedstock-இல் இருந்து performance materials உருவாக்கும் ஒரு வழியை வழங்குகிறது. கடுமையான mechanical standards-ஐ தியாகம் செய்யாமல் advanced manufacturing அதன் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைக்க முயலும் காலத்தில் இது தனியாகவே மதிப்புமிக்கது.

அடுத்தது என்ன

உடனடியாக செய்ய வேண்டியது, பட்டு Kevlar-க்கும் மற்ற தொழில்துறை தரநிலைகளுக்கும் ஒரே நேரத்தில் மாற்றாகும் என்று அறிவிப்பதல்ல. நடைமுறை கேள்வி, அந்தப் பொருளின் பண்புகள் எந்த இடத்தில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதுதான். மருத்துவ சாதனங்களும் இம்பிளான்டுகளும் தெளிவான இலக்குகள், ஏனெனில் அவை biocompatibility-க்கு மதிப்பளிக்கின்றன. wearable technologies மற்றும் சிறப்பு கட்டமைப்பு கூறுகளும் நம்பிக்கைக்குரியவையாக இருக்கலாம், குறிப்பாக moderate weight, durability, skin அல்லது tissue compatibility ஆகியவை ஒரே நேரத்தில் முக்கியமான இடங்களில்.

மூல உரை, குழு பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளைப் பார்க்கிறது என்பதைத் தெளிவுபடுத்துகிறது. அதுவே இந்த அணுகுமுறையின் ஈர்ப்பு. ஒரு இயற்கை பொருளை பல்வேறு கட்டமைப்பு வடிவங்களுக்கு tune செய்யக்கூடிய செயல்முறை, ஒரே குறுகிய தயாரிப்புக்காக உருவாக்கப்பட்ட ஒரு fixed recipe-வைவிட நெகிழ்வானது. உண்மையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெறும் வலிமையான பட்டு ஒன்றை அறிமுகப்படுத்தவில்லை. அவர்கள் பட்டு நார்களை ஒரு கட்டுப்படுத்தக்கூடிய engineering platform-ஆக மாற்றும் manufacturing method-ஐ காட்டுகின்றனர்.

இதுவே இந்த முன்னேற்றத்தை தனித்துவமாக்குகிறது. பொருள் புதுமை பெரும்பாலும் அபூர்வ chemistry அல்லது முற்றிலும் புதிய பொருட்களில் இருந்து வருகிறது. இங்கு, வெற்றி பண்டைய, மிகுதியாகக் கிடைக்கும், நன்கு அறியப்பட்ட ஒன்றை மறுசீரமைத்து இணைப்பதில்தான் வருகிறது. விரிவான சோதனைகளில் செயல்திறன் நிலைநிறுத்தப்பட்டால், பட்டு கடந்த காலத்தின் துணியாக அல்ல, அடுத்த தலைமுறை இம்பிளான்டுகளுக்கும் bio-derived devices-க்கும் ஒரு தீவிரமான பொருளாக மாறக்கூடும்.

இந்தக் கட்டுரை New Atlas செய்திப்பதிவை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.