(Shape-changing Plastic)
स्थान और वजन पर प्रतिबंध के साथ, यदि आप मंगल ग्रह पर जा रहे हैं तो आप क्या लेकर आएंगे? एक आदर्श विकल्प एक एकल सामग्री हो सकती है जो आपके द्वारा कल्पना की गई किसी भी वस्तु में आकार बदल सकती है।
सुबह आप उस सामग्री को खाने के बर्तनों में ढाल सकते हैं। जब नाश्ता हो जाए, तो आप अपने मंगल ग्रह के बगीचे की देखभाल के लिए अपने कांटे और चाकू को कुदाल में बदल सकते हैं। और फिर जब लाल ग्रह पर खुशी का समय होता है, तो वह कुदाल आपकी मंगल ग्रह की बियर के लिए एक कप बन सकती है।
जो विज्ञान कथा जैसा लगता है, शायद वह वास्तविकता के एक कदम करीब है। यूनिवर्सिटी ऑफ शिकागो प्रिट्जकर स्कूल ऑफ मॉलिक्यूलर इंजीनियरिंग के शोधकर्ताओं ने एक नए प्रकार का प्लास्टिक बनाया है जिसमें ऐसे गुण हैं जिन्हें गर्मी के साथ सेट किया जा सकता है और फिर तेजी से ठंडा करके लॉक किया जा सकता है, इस प्रक्रिया को टेम्परिंग कहा जाता है। क्लासिक प्लास्टिक के विपरीत, कमरे के तापमान पर वापस आने पर सामग्री इस कठोरता को बरकरार रखती है।
गुरुवार को साइंस जर्नल में प्रकाशित निष्कर्ष, किसी दिन अंतरिक्ष यात्रियों के अंतरिक्ष के लिए सामान पैक करने के तरीके को बदल सकते हैं।
शिकागो विश्वविद्यालय के रसायनज्ञ और नए अध्ययन के लेखक स्टुअर्ट रोवन ने कहा,
“सभी अलग-अलग प्लास्टिक को अपने साथ ले जाने के बजाय, आप इस एक प्लास्टिक को अपने साथ ले जाएं और फिर इसे अपनी ज़रूरत के अनुसार गुण दें।” .
लेकिन स्थान ही एकमात्र ऐसा स्थान नहीं है जहाँ सामग्री उपयोगी हो सकती है। डॉ. रोवन की टीम अन्य वातावरणों में भी इसकी क्षमता देखती है जहां संसाधन दुर्लभ हैं – जैसे समुद्र में या युद्ध के मैदान में। इसका उपयोग सॉफ्ट रोबोट बनाने और प्लास्टिक रीसाइक्लिंग को बेहतर बनाने के लिए भी किया जा सकता है।
शिकागो विश्वविद्यालय के केमिकल इंजीनियर और नए अध्ययन के लेखक श्रेयश पटेल ने कहा, “हम सभी अपने दैनिक जीवन में प्लास्टिक पर निर्भर हैं।” लेकिन फोम कप, कचरा बैग और चश्मे के लेंस, उदाहरण के लिए, सभी को अलग-अलग गुणों वाले प्लास्टिक की आवश्यकता होती है।
दूसरी ओर, एक एकल सामग्री जिसे विभिन्न आवश्यकताओं के अनुसार तैयार किया जा सकता है, “आपके प्लास्टिक बनाने के तरीके को सरल बनाती है,” डॉ. पटेल ने कहा। यह प्लास्टिक को अधिक टिकाऊ भी बनाएगा क्योंकि रीसाइक्लिंग के दौरान सभी वस्तुओं को एक साथ संसाधित किया जा सकता है। उन्होंने बताया कि प्लास्टिक को तब छांटना चाहिए जब पुनर्चक्रण से केवल एक छोटा सा अंश ही पुन: उपयोग में लाया जा सके।
आधुनिक प्लास्टिक अणुओं की श्रृंखलाओं से बने होते हैं जो स्थायी रूप से बंधे होते हैं, जिससे उन्हें तोड़ना मुश्किल हो जाता है। लेकिन शिकागो के शोधकर्ताओं का कहना है कि उनकी नई सामग्री “प्लुरिपोटेंट” है – एक शब्द जिसका इस्तेमाल आमतौर पर स्टेम कोशिकाओं की सामान्य संपत्ति का वर्णन करने के लिए किया जाता है – या ऐसे बंधनों से बना होता है जिन्हें गर्मी का उपयोग करके तोड़ा और फिर से बनाया जा सकता है।
वे उस तरीके से प्रेरित थे जिस तरह से लोहार भट्टी में स्टील को गर्म करते हैं और फिर तेजी से ठंडा करते हैं। लेकिन धातु के विपरीत, प्लास्टिक हल्के होते हैं और इन्हें ओवन या स्टोवटॉप के साथ प्राप्त तापमान पर ढाला जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने लाल, पारदर्शी प्लास्टिक को 140 से 230 डिग्री फ़ारेनहाइट के बीच तापमान तक गर्म किया और फिर इसे तुरंत ठंडा करने के लिए फ्रीजर में रख दिया। जब कम तापमान पर तड़का लगाया जाता है, तो अधिक आणविक बंधन बनते हैं, जिससे प्लास्टिक सख्त हो जाता है। लेकिन उच्च तापमान पर, सामग्री नरम और चिपचिपी हो गई।
टीम ने प्लास्टिक को एक चम्मच में ढाला जो जार से मूंगफली का मक्खन निकालने के लिए पर्याप्त कठोर था, और एक कांटा जो पनीर उठा सकता था। उन्होंने कांच के दो टुकड़ों को एक साथ चिपकाने के लिए पर्याप्त मजबूत चिपकने वाला पदार्थ भी बनाया, और एक छोटा पंजा भी बनाया जैसा कि आप एक खिलौना मशीन में पा सकते हैं।
जूलिया कालो, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी की एक रसायनज्ञ, जो अध्ययन में शामिल नहीं थीं, लेकिन उन्होंने विज्ञान के परिणामों पर एक परिप्रेक्ष्य लिखा, उन्हें एक ऐसी सामग्री का विचार मिला जो विभिन्न प्रकार के गुणों को अद्वितीय और रोमांचक बना सकती है। “अब जब हम जानते हैं कि यह इस संपत्ति को हासिल करने के लिए उपयोगी हो सकता है, तो कई अन्य शोधकर्ता उस लक्ष्य को पूरा करने के लिए नए तरीके खोजने के लिए प्रेरित होंगे,” उसने कहा।
प्लुरिपोटेंट प्लास्टिक की पहली पीढ़ी की कुछ सीमाएँ हैं। हालांकि टीम ने दिखाया है कि सामग्री को कम से कम सात बार पुन: संसाधित किया जा सकता है, और कम से कम एक महीने तक इसका आकार बना रह सकता है, लेकिन इसके शेल्फ जीवन के बारे में अनिश्चितता है।
अध्ययन के प्रयोगों का नेतृत्व करने वाले शिकागो विश्वविद्यालय के स्नातक छात्र निकोलस बॉयटन ने कहा, “वे अभी तक कमोडिटी प्लास्टिक के प्रतिस्थापन नहीं होने जा रहे हैं।” उदाहरण के लिए, सामग्री अभी तक प्लास्टिक बैग की कठोरता तक नहीं पहुंच सकती है, न ही रबर बैंड की लोच तक।
“हम अभी तक वहां तक नहीं पहुंचे हैं, लेकिन हम काफी करीब हैं,” श्री बॉयटन ने कहा।
“मुझे लगता है कि ऐसी सामग्री का होना जो इस विशाल रेंज तक पहुंच सके, इस बिंदु पर वास्तव में रोमांचक है।”
