વૈજ્ઞાનિકોને ચોખામાં અસામાન્ય નબળાઈ મળી અને તેનો ઉપયોગ એક સ્માર્ટ મટિરિયલ બનાવવા માટે કર્યો જે પોતાની મેળે બદલાઈ જાય છે |

ચોખા એ વિશ્વના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ખાદ્ય પાકોમાંનું એક છે, જે દરરોજ અબજો લોકોને ખવડાવે છે. પરંતુ વૈજ્ઞાનિકોએ હવે શોધ્યું છે કે તેની પાસે આશ્ચર્યજનક ભૌતિક ગુણધર્મ છે જે ભવિષ્યની ટેક્નોલોજીને પ્રેરણા આપવામાં મદદ કરી શકે છે. સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે ચુસ્ત રીતે ભરેલા ચોખાના દાણા દબાણ હેઠળ અસામાન્ય રીતે વર્તે છે, જ્યારે મજબૂત થવાને બદલે ઝડપથી સંકુચિત થાય છે ત્યારે નબળા બની જાય છે. આ અણધારી વર્તણૂકનો ઉપયોગ કરીને, ટીમે એક નવી પ્રકારની સ્માર્ટ સામગ્રી બનાવી છે જે ધીમી ગતિવિધિઓ અને અચાનક અસરને આપમેળે અલગ રીતે પ્રતિસાદ આપી શકે છે. આ શોધ આખરે સુરક્ષિત સોફ્ટ રોબોટ્સ, સુધારેલ રક્ષણાત્મક સાધનો અને અન્ય સામગ્રીઓ તરફ દોરી શકે છે જે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અથવા સેન્સરની જરૂરિયાત વિના અનુકૂલન કરે છે.

વૈજ્ઞાનિકોએ ચોખામાં એક દુર્લભ વર્તન શોધી કાઢ્યું

બર્મિંગહામ યુનિવર્સિટીની આગેવાની હેઠળ અને જર્નલ મેટરમાં પ્રકાશિત થયેલા આ સંશોધનમાં ચોખાના દાણા એકસાથે પેક કરવામાં આવે અને દબાણને આધિન હોય ત્યારે કેવી રીતે વર્તે છે તેના પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું હતું.પ્રયોગો દરમિયાન, સંશોધકોએ અવલોકન કર્યું કે કેટલી ઝડપથી બળ લાગુ કરવામાં આવ્યું તેના આધારે ચોખા ખૂબ જ અલગ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. જ્યારે ધીમે ધીમે સંકુચિત થાય છે, ત્યારે અનાજ પ્રમાણમાં મજબૂત રહે છે. જો કે, જ્યારે ઝડપથી સંકુચિત થાય છે, ત્યારે સામગ્રી નોંધપાત્ર રીતે નબળી પડી હતી.આ વર્તણૂક અસામાન્ય છે કારણ કે મોટાભાગની સામગ્રીઓ કાં તો વિવિધ લોડિંગ ગતિ હેઠળ સમાન શક્તિ જાળવી રાખે છે અથવા જ્યારે અચાનક બળોને આધિન હોય ત્યારે મજબૂત બને છે. જોકે, ચોખાએ દર્શાવ્યું હતું જેને વૈજ્ઞાનિકો “રેટ સોફ્ટનિંગ” કહે છે, લોડિંગ સ્પીડ વધે તેમ નબળા પડવાની વૃત્તિ.

શા માટે ઝડપી સંકોચન હેઠળ ચોખા નબળા બને છે?

સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું કે આ ઘટના વ્યક્તિગત ચોખાના દાણા વચ્ચેના ઘર્ષણ સાથે જોડાયેલી છે.સામાન્ય રીતે, ઘર્ષણ આંતરિક દળોના નેટવર્ક બનાવવામાં મદદ કરે છે જે દાણાદાર સામગ્રીને વજનને ટેકો આપવા અને વિકૃતિનો પ્રતિકાર કરવા દે છે. પરંતુ ચોખામાં, જ્યારે દબાણ ઝડપથી લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે અનાજ વચ્ચેનું ઘર્ષણ તીવ્રપણે ઘટી જાય છે.પરિણામે, આંતરિક બળની સાંકળો ઓછી અસરકારક બને છે, જેના કારણે પેક કરેલા ચોખા ઝડપી લોડિંગ હેઠળ નબળા પડી જાય છે. આ અસામાન્ય યાંત્રિક પ્રતિભાવ સામાન્ય સામગ્રીમાં ભાગ્યે જ જોવા મળે છે અને તે માત્ર વૈજ્ઞાનિક જિજ્ઞાસાને બદલે સંભવિત એન્જિનિયરિંગ સાધન તરીકે સંશોધકોનું ધ્યાન ખેંચે છે.

ચોખાને સ્માર્ટ મેટામેટરિયલમાં ફેરવો

શોધ પર રોકાવાને બદલે, ટીમે ચોખાની અસામાન્ય વર્તણૂકનો ઉપયોગ નવી દાણાદાર મેટામેટરિયલ ડિઝાઇન કરવા માટે કર્યો.મેટામેટરીયલ્સ એ એન્જિનિયર્ડ સ્ટ્રક્ચર્સ છે જેના ગુણધર્મો તેઓ જે સામગ્રીમાંથી બનાવવામાં આવે છે તેના બદલે તેમની ડિઝાઇનમાંથી ઉદ્ભવે છે.નવી સિસ્ટમ બનાવવા માટે, સંશોધકોએ ચોખા-આધારિત દાણાદાર એકમોને રેતી જેવી અન્ય સામગ્રી સાથે જોડ્યા, જે ઝડપી દળોને આધિન હોય ત્યારે મજબૂત બને છે. આ ઘટકોને કાળજીપૂર્વક ગોઠવીને, તેઓએ એક એવી સામગ્રીનું નિર્માણ કર્યું જે અસર અથવા ચળવળની ગતિના આધારે અલગ રીતે પ્રતિક્રિયા આપી શકે.પરિણામ એ એક માળખું છે જે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, સૉફ્ટવેર અથવા બાહ્ય નિયંત્રણોની જરૂર વગર, તેના યાંત્રિક વર્તનને આપમેળે બદલવા માટે સક્ષમ છે.

એક સામગ્રી જે તેના પોતાના પર પ્રતિક્રિયા આપે છે

નવી સામગ્રીના સૌથી નોંધપાત્ર પાસાઓ પૈકી એક એ છે કે તે સેન્સર અથવા પાવર સ્ત્રોતો પર આધાર રાખતું નથી.તેના બદલે, તેનું વર્તન સંપૂર્ણપણે ભૌતિકશાસ્ત્ર દ્વારા સંચાલિત થાય છે. પરિસ્થિતિ પર આધાર રાખીને, સામગ્રી વિવિધ રીતે વળાંક, બકલ અથવા સખત થઈ શકે છે. ધીમી હિલચાલ એક પ્રતિભાવને ઉત્તેજિત કરી શકે છે, જ્યારે અચાનક અસર બીજાને ટ્રિગર કરી શકે છે.સંશોધકોના મતે, આ અભિગમ સામગ્રીને પોતે જ તે નક્કી કરવા દે છે કે તે કેવી રીતે પ્રતિક્રિયા આપવી જોઈએ, જટિલ નિયંત્રણ પ્રણાલીઓની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે.

રોબોટિક્સમાં સંભવિત ઉપયોગો

સોફ્ટ રોબોટિક્સના ક્ષેત્રમાં આ શોધ ખાસ કરીને મૂલ્યવાન હોઈ શકે છે.સખત ધાતુના ઘટકોમાંથી બનેલા પરંપરાગત રોબોટ્સથી વિપરીત, સોફ્ટ રોબોટ્સ લવચીક અને લોકોની આસપાસ સુરક્ષિત રહેવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. સામગ્રી કે જે તેમની વર્તણૂકને આપમેળે સમાયોજિત કરી શકે છે તે ભવિષ્યના રોબોટ્સને બદલાતા વાતાવરણમાં અનુકૂલન કરવામાં અને મનુષ્ય સાથે વધુ સુરક્ષિત રીતે સંપર્ક કરવામાં મદદ કરી શકે છે.આવી સિસ્ટમો આખરે આરોગ્યસંભાળ, ઉત્પાદન, શોધ-અને-બચાવ કામગીરી અને શસ્ત્રક્રિયા સહાયમાં એપ્લિકેશન શોધી શકે છે, જ્યાં નાજુક અને અનુકૂલનશીલ ચળવળ આવશ્યક છે.

શું તે રક્ષણાત્મક સાધનોને સુધારી શકે છે?

સંશોધકો એવું પણ માને છે કે સામગ્રીમાં રક્ષણાત્મક ગિયરમાં એપ્લિકેશન હોઈ શકે છે.કારણ કે તે અસરની ગતિના આધારે અલગ રીતે પ્રતિસાદ આપે છે, તે અથડામણ દરમિયાન ઊર્જાને શોષી શકે છે અથવા નિયંત્રિત રીતે વિકૃત થઈ શકે છે. આ હેલ્મેટ, રમતગમતના સાધનો, ઔદ્યોગિક સલામતી ગિયર અને ઈજાના જોખમોને ઘટાડવા માટે રચાયેલ અન્ય ઉત્પાદનો માટે ઉપયોગી સાબિત થઈ શકે છે.અગત્યની રીતે, આ રક્ષણાત્મક પ્રતિભાવો ઈલેક્ટ્રોનિક મોનિટરિંગ સિસ્ટમને બદલે સામગ્રીના બંધારણ દ્વારા કુદરતી રીતે થશે.

આગળ શું થશે?

જ્યારે પરિણામો આશાસ્પદ છે, ત્યારે તકનીક પ્રારંભિક તબક્કે રહે છે. સંશોધકોએ પ્રયોગશાળાના પ્રયોગોમાં ખ્યાલ દર્શાવ્યો છે, પરંતુ તેને વ્યાપારી ઉત્પાદનોમાં સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે તે પહેલાં વધુ કાર્યની જરૂર પડશે.ભાવિ અભ્યાસો સામગ્રીને શુદ્ધ કરવા, તેની ટકાઉપણું ચકાસવા અને તેને મોટા પાયે કેવી રીતે ઉત્પાદિત કરી શકાય તેની શોધ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે. જો સફળ થાય, તો આ શોધ વિશ્વભરના રસોડામાં મળતા રોજિંદા અનાજથી પ્રેરિત યાંત્રિક રીતે બુદ્ધિશાળી સામગ્રીનો નવો વર્ગ સ્થાપિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે.