मंगलवार, 29 जनवरी, 2013. ड्यूक विश्वविद्यालय (संयुक्त राज्य अमेरिका) में प्रैट स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के इंजीनियरों ने कार्बन नेटवर्क को पॉलिमर (छोटे अणुओं या मोनोमर्स के मिलन से बनने वाले मैक्रोमोलेक्यूल्स) के साथ एक परमाणु की मोटाई को संयुक्त किया है। कृत्रिम मांसपेशियों सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ अद्वितीय सामग्री।
ये नेटवर्क, जिसे ग्राफीन के रूप में जाना जाता है, शुद्ध कार्बन से बना होता है और इसमें धातु के कपड़े की उपस्थिति होती है, अगर इसे आवर्धक कांच के नीचे देखा जाता है। इसके अद्वितीय ऑप्टिकल, विद्युत और यांत्रिक गुणों को देखते हुए, पहले से ही इलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा भंडारण, कंपोजिट और बायोमेडिसिन में ग्राफीन का उपयोग किया जाता है।
हालांकि, यह कार्बन अलॉट्रोप को संभालना बहुत मुश्किल है क्योंकि यह आसानी से झुर्रियां देता है, जो परिस्थितियों के आधार पर एक सकारात्मक या नकारात्मक विशेषता हो सकती है। दुर्भाग्य से, अब तक वैज्ञानिकों ने अपने सभी गुणों का लाभ लेने के लिए बड़ी ग्राफीन सतहों के झुर्रियों और खिंचाव को नियंत्रित करने में सक्षम नहीं किया था, रिपोर्ट्स ट्रेंड 21।
ड्यूक विश्वविद्यालय के इंजीनियर, जुआनहे झाओ, ड्यूक विश्वविद्यालय के एक बयान में एकत्र बयानों में सादे कागज और गीले कागज के बीच अंतर के साथ ग्राफीन के इस पहलू की तुलना करते हैं: "यदि एक सामान्य कागज झुर्रीदार है, तो आप वापस आ सकते हैं बहुत आसानी से समतल हो जाता है, हालांकि, ग्रेफीन एक गीले ऊतक की तरह अधिक होता है, यह बहुत पतला और चिपचिपा होता है, और एक बार झुर्रीदार होने के लिए तैनात करना मुश्किल होता है, हमने इस समस्या को हल करने के लिए एक विधि विकसित की है और इस प्रकार झुर्रियों को नियंत्रित करते हैं। व्यापक ग्राफीन फिल्मों का विस्तार। ”
इंजीनियरों ने ग्रेफीन को रबर की फिल्म से जोड़ने के लिए जो किया है, वह पहले कई बार अपने मूल आकार से बढ़ा हुआ है।
एक बार जब यह खिंचाव दूर हो गया, तो ग्राफीन का एक हिस्सा रबर से अलग हो गया, जबकि एक और हिस्सा रबर से जुड़ा रहा, जिसमें केवल कुछ नैनोमीटर के संलग्न और संलग्न पैटर्न का निर्माण हुआ।
जैसा कि रबड़ ने विकृत कर दिया था, अलग किए गए ग्राफीन को शिकन के लिए संकुचित किया। लेकिन जब रबर की फिल्म को फिर से बढ़ाया गया, तो संलग्न ग्राफीन ने क्रैंपल्ड ग्राफीन को तब तक धकेला जब तक वह खिंच नहीं गया। झाओ कहते हैं, "इस तरह, परमाणु मोटाई के ग्राफीन के एक बड़े क्षेत्र की झुर्रियों और खिंचाव को केवल रबर फिल्म को फैलाने और फैलाने से नियंत्रित किया जा सकता है, " झाओ कहते हैं। उनके अध्ययन के परिणाम नेचर मटेरियल्स जर्नल में प्रकाशित हुए हैं।
लेख के पहले लेखक जियानफेंग ज़ैंग ने कहा, "हमारा तरीका झुर्रियों वाले ग्रैफीन के गुणों और ग्राफीन के कार्यों के अभूतपूर्व दोहन का रास्ता खोलता है।" "उदाहरण के लिए, इस प्रणाली के लिए धन्यवाद हम ग्राफीन को पारदर्शी या अपारदर्शी होने के लिए इसे झुर्रियों से समायोजित कर सकते हैं, और इसे फिर से खींचकर समायोजित कर सकते हैं, " ज़ंग कहते हैं।
दूसरी ओर, ड्यूक इंजीनियरों ने विभिन्न बहुलक फिल्मों के साथ ग्राफीन को एक ऐसी सामग्री विकसित करने के लिए संयुक्त किया है जो कृत्रिम मांसपेशी ऊतक के रूप में कार्य कर सकता है, मांग पर अनुबंध और विस्तार कर सकता है।
इन आंदोलनों को बिजली से नियंत्रित किया जा सकता था। जब इसे ग्राफीन पेशी में लागू किया जाता है, तो इसका विस्तार होगा। जब बिजली हटा दी जाती है, तो मांसपेशियों को आराम मिलेगा। वोल्टेज को अलग करके, संकुचन या विश्राम की डिग्री को भी निर्देशित किया जा सकता है। "वास्तव में, ग्राफीन की झुर्री और खिंचाव कृत्रिम मांसपेशियों के एक महान विरूपण की अनुमति देगा, " ज़ंग बताते हैं।
"नई कृत्रिम मांसपेशियां विभिन्न तकनीकों के लिए उपयोगी होंगी, जो रोबोटिक्स से लेकर ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन या एनर्जी कैप्चर और स्टोरेज तक है, " झाओ कहते हैं।
"विशेष रूप से, वे विकलांग लोगों के लाखों लोगों के जीवन की गुणवत्ता में बहुत सुधार करने का वादा करते हैं, जिनके पास कृत्रिम अंग जैसे उपकरण हो सकते हैं। नई कृत्रिम मांसपेशियों का प्रभाव वैश्विक समाज में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के अनुरूप हो सकता है।"
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ये नेटवर्क, जिसे ग्राफीन के रूप में जाना जाता है, शुद्ध कार्बन से बना होता है और इसमें धातु के कपड़े की उपस्थिति होती है, अगर इसे आवर्धक कांच के नीचे देखा जाता है। इसके अद्वितीय ऑप्टिकल, विद्युत और यांत्रिक गुणों को देखते हुए, पहले से ही इलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा भंडारण, कंपोजिट और बायोमेडिसिन में ग्राफीन का उपयोग किया जाता है।
हालांकि, यह कार्बन अलॉट्रोप को संभालना बहुत मुश्किल है क्योंकि यह आसानी से झुर्रियां देता है, जो परिस्थितियों के आधार पर एक सकारात्मक या नकारात्मक विशेषता हो सकती है। दुर्भाग्य से, अब तक वैज्ञानिकों ने अपने सभी गुणों का लाभ लेने के लिए बड़ी ग्राफीन सतहों के झुर्रियों और खिंचाव को नियंत्रित करने में सक्षम नहीं किया था, रिपोर्ट्स ट्रेंड 21।
ड्यूक विश्वविद्यालय के इंजीनियर, जुआनहे झाओ, ड्यूक विश्वविद्यालय के एक बयान में एकत्र बयानों में सादे कागज और गीले कागज के बीच अंतर के साथ ग्राफीन के इस पहलू की तुलना करते हैं: "यदि एक सामान्य कागज झुर्रीदार है, तो आप वापस आ सकते हैं बहुत आसानी से समतल हो जाता है, हालांकि, ग्रेफीन एक गीले ऊतक की तरह अधिक होता है, यह बहुत पतला और चिपचिपा होता है, और एक बार झुर्रीदार होने के लिए तैनात करना मुश्किल होता है, हमने इस समस्या को हल करने के लिए एक विधि विकसित की है और इस प्रकार झुर्रियों को नियंत्रित करते हैं। व्यापक ग्राफीन फिल्मों का विस्तार। ”
यह कैसे किया गया था
इंजीनियरों ने ग्रेफीन को रबर की फिल्म से जोड़ने के लिए जो किया है, वह पहले कई बार अपने मूल आकार से बढ़ा हुआ है।
एक बार जब यह खिंचाव दूर हो गया, तो ग्राफीन का एक हिस्सा रबर से अलग हो गया, जबकि एक और हिस्सा रबर से जुड़ा रहा, जिसमें केवल कुछ नैनोमीटर के संलग्न और संलग्न पैटर्न का निर्माण हुआ।
जैसा कि रबड़ ने विकृत कर दिया था, अलग किए गए ग्राफीन को शिकन के लिए संकुचित किया। लेकिन जब रबर की फिल्म को फिर से बढ़ाया गया, तो संलग्न ग्राफीन ने क्रैंपल्ड ग्राफीन को तब तक धकेला जब तक वह खिंच नहीं गया। झाओ कहते हैं, "इस तरह, परमाणु मोटाई के ग्राफीन के एक बड़े क्षेत्र की झुर्रियों और खिंचाव को केवल रबर फिल्म को फैलाने और फैलाने से नियंत्रित किया जा सकता है, " झाओ कहते हैं। उनके अध्ययन के परिणाम नेचर मटेरियल्स जर्नल में प्रकाशित हुए हैं।
लेख के पहले लेखक जियानफेंग ज़ैंग ने कहा, "हमारा तरीका झुर्रियों वाले ग्रैफीन के गुणों और ग्राफीन के कार्यों के अभूतपूर्व दोहन का रास्ता खोलता है।" "उदाहरण के लिए, इस प्रणाली के लिए धन्यवाद हम ग्राफीन को पारदर्शी या अपारदर्शी होने के लिए इसे झुर्रियों से समायोजित कर सकते हैं, और इसे फिर से खींचकर समायोजित कर सकते हैं, " ज़ंग कहते हैं।
बिजली से नियंत्रित मांसपेशियां
दूसरी ओर, ड्यूक इंजीनियरों ने विभिन्न बहुलक फिल्मों के साथ ग्राफीन को एक ऐसी सामग्री विकसित करने के लिए संयुक्त किया है जो कृत्रिम मांसपेशी ऊतक के रूप में कार्य कर सकता है, मांग पर अनुबंध और विस्तार कर सकता है।
इन आंदोलनों को बिजली से नियंत्रित किया जा सकता था। जब इसे ग्राफीन पेशी में लागू किया जाता है, तो इसका विस्तार होगा। जब बिजली हटा दी जाती है, तो मांसपेशियों को आराम मिलेगा। वोल्टेज को अलग करके, संकुचन या विश्राम की डिग्री को भी निर्देशित किया जा सकता है। "वास्तव में, ग्राफीन की झुर्री और खिंचाव कृत्रिम मांसपेशियों के एक महान विरूपण की अनुमति देगा, " ज़ंग बताते हैं।
"नई कृत्रिम मांसपेशियां विभिन्न तकनीकों के लिए उपयोगी होंगी, जो रोबोटिक्स से लेकर ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन या एनर्जी कैप्चर और स्टोरेज तक है, " झाओ कहते हैं।
"विशेष रूप से, वे विकलांग लोगों के लाखों लोगों के जीवन की गुणवत्ता में बहुत सुधार करने का वादा करते हैं, जिनके पास कृत्रिम अंग जैसे उपकरण हो सकते हैं। नई कृत्रिम मांसपेशियों का प्रभाव वैश्विक समाज में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के अनुरूप हो सकता है।"
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