प्रकृति के सबसे आकर्षक पक्षियों में से एक से प्रेरित एक नया कपड़ा रंग, प्रकाश और सामग्री इंजीनियरिंग के बारे में वैज्ञानिकों और डिजाइनरों की सोच को नया आकार दे रहा है। कॉर्नेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने वह बनाया है जिसे वर्तमान में अब तक विकसित सबसे गहरे कपड़े के रूप में मान्यता प्राप्त है, एक ऐसा कपड़ा जो लगभग सभी दृश्यमान प्रकाश को अवशोषित करता है और हर कोण से अपने रंग की गहराई को बरकरार रखता है। यह उपलब्धि ऐसे क्षण में आई है जब उद्योग तेजी से ऐसी सामग्रियों को महत्व दे रहे हैं जो प्रकाश को सटीकता से नियंत्रित करती हैं, चाहे वह इमेजिंग प्रौद्योगिकियों, सौर ऊर्जा संग्रह या उच्च-प्रभाव दृश्य डिजाइन के लिए हो। स्वर्ग के पक्षी की प्रजाति के पंखों में पाई जाने वाली जैविक संरचनाओं का चित्रण करके, टीम ने प्रदर्शित किया है कि कैसे प्राकृतिक प्रणालियाँ लचीले और पहनने योग्य रूप में ऊर्जा-कुशल और दृष्टि से शक्तिशाली वस्त्रों की अगली पीढ़ी का मार्गदर्शन कर सकती हैं।
वैज्ञानिकों ने अब तक के सबसे गहरे कपड़े का आविष्कार करने के लिए किससे प्रेरणा ली?
वैज्ञानिक टीम ने अपना दृष्टिकोण शानदार राइफ़लबर्ड पर आधारित किया, जो बर्ड-ऑफ़-पैराडाइज़ परिवार का एक सदस्य है, जो पंखों के लिए जाना जाता है जो अपने प्राकृतिक आवास में लगभग असंभव रूप से अंधेरा दिखाई देता है। पूरी तरह से रंगद्रव्य पर निर्भर सतहों के विपरीत, राइफलबर्ड के पंख सूक्ष्म वास्तुकला के माध्यम से गहरा कालापन उत्पन्न करते हैं। पंखों में घनी परत वाले बारबुल्स होते हैं जो बार-बार आंतरिक बिखरने के माध्यम से आने वाली रोशनी को फँसाते हैं, जिससे लगभग कोई दृश्यमान प्रतिबिंब नहीं बनता है। यह संरचनात्मक अवशोषण पक्षी के शरीर को उसके प्रेमालाप प्रदर्शनों में उपयोग किए जाने वाले ज्वलंत नीले पैच के खिलाफ एक आश्चर्यजनक रूप से अंधेरे पृष्ठभूमि के रूप में काम करने की अनुमति देता है। पंख वास्तुकला का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं ने इस ऑप्टिकल प्रभाव के लिए ज़िम्मेदार प्रमुख विशेषताओं की पहचान की और उन अवलोकनों को कपड़ा एनालॉग के निर्माण के लिए टेम्पलेट के रूप में उपयोग किया। परिणामी कार्य का विवरण इसमें दिया गया है कॉर्नेल यूनिवर्सिटी द्वारा जारी एक अध्ययनदर्शाता है कि इस जैविक संरचना की सावधानीपूर्वक प्रतिकृति एक ऐसे कपड़े का निर्माण कर सकती है जो परावर्तन के प्रयोगशाला माप में समान व्यवहार करता है।
वैज्ञानिकों ने एक ऐसे वस्त्र का निर्माण कैसे किया जो लगभग सभी दृश्य प्रकाश को अवशोषित करता है
राइफलबर्ड के अल्ट्राब्लैक प्रभाव को फिर से बनाने के लिए, अनुसंधान टीम ने एक साधारण मेरिनो ऊन बुनाई के साथ शुरुआत की, जिसे इसकी फाइबर संरचना और संशोधन के साथ संगतता के लिए चुना गया था। ऊन को पहले पॉलीडोपामाइन से रंगा गया था, जो मेलेनिन का एक सिंथेटिक एनालॉग है जो तंतुओं में प्रवेश करता है और दृश्यमान स्पेक्ट्रम में प्रकाश अवशोषण को बढ़ाता है। इस चरण ने यह सुनिश्चित किया कि कपड़ा केवल सतह पर लेपित न होकर, उसके मूल भाग में गहरा हो। अगले चरण में प्लाज्मा नक़्क़ाशी शामिल थी, एक ऐसी प्रक्रिया जो प्रत्येक फाइबर की सतह पर घनी रूप से पैक किए गए नैनोफाइब्रिल बनाने के लिए सूक्ष्म मात्रा में सामग्री को धीरे से हटा देती है। ये नैनोस्केल प्रोट्रूशियंस राइफलबर्ड के पंखों पर बारबुल्स की तरह व्यवहार करते हैं, जिससे एक जटिल परिदृश्य बनता है जो प्रकाश को बाधित और कैप्चर करता है। जब मापा जाता है, तो परिणामी कपड़ा 0.13 प्रतिशत का औसत कुल परावर्तन प्रदर्शित करता है, जो आमतौर पर किसी सामग्री को अल्ट्राब्लैक के रूप में अर्हता प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली सीमा से काफी नीचे है। महत्वपूर्ण बात यह है कि यह प्रकाश-अवशोषित क्षमता तब भी लगातार बनी रही, जब कपड़े को केंद्र से 60 डिग्री तक के कोण से देखा गया, एक ऐसी संपत्ति जो इसे कई पिछले इंजीनियर अल्ट्राब्लैक सामग्रियों से अलग करती है।
यह लचीलापन क्या निर्धारित करता है अल्ट्राकाला कपड़ा कठोर काली सामग्री के अलावा?
नया कपड़ा न केवल अपने ऑप्टिकल प्रदर्शन के लिए बल्कि अपनी व्यावहारिकता के लिए भी विशिष्ट है। कार्बन नैनोट्यूब से निर्मित सामग्री सहित कई मौजूदा अल्ट्राब्लैक सामग्री नाजुक या कठोर हैं, जो नियंत्रित वातावरण के बाहर उनके उपयोग को सीमित करती हैं। इन्हें कपड़ों, घुमावदार सतहों या उच्च-गति वाली सेटिंग्स पर लागू करना मुश्किल होता है, और अक्सर विशेष विनिर्माण स्थितियों की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, कॉर्नेल दृष्टिकोण एक परिचित प्राकृतिक फाइबर से शुरू होता है और स्केलेबल तरीकों का उपयोग करता है जो स्थापित कपड़ा उत्पादन के साथ संरेखित होते हैं। ऊन, कपास और रेशम सैद्धांतिक रूप से एक ही उपचार से गुजर सकते हैं, जिससे तकनीक विभिन्न प्रकार के कपड़ों के अनुकूल हो जाती है। प्रयोगशाला की जिज्ञासा से दूर, यह विधि बड़े पैमाने पर उत्पादित अल्ट्राब्लैक वस्त्रों की संभावना का परिचय देती है जो स्थायित्व, लचीलेपन और स्पर्श संबंधी आराम को बनाए रखते हैं। कोण-असंवेदनशील अवशोषण इसकी अपील को और मजबूत करता है, क्योंकि कपड़ा प्रकाश की दिशा की परवाह किए बिना अपनी दृश्य गहराई को बरकरार रखता है, जिससे कई सिंथेटिक काले सामग्रियों में देखी जाने वाली चमक या टोनल भिन्नता समाप्त हो जाती है।
अल्ट्राब्लैक वस्त्र उद्योग को फैशन से बाहर कैसे बदल सकते हैं?
यद्यपि फ़ैशन उद्योग ऐसे कपड़े के विचार से सबसे अधिक मोहित हो सकता है जो परावर्तित प्रकाश की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति पैदा करता है, संभावित अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी, वास्तुकला और ऊर्जा अनुसंधान तक फैले हुए हैं। जो सामग्रियां प्रकाश के उच्च प्रतिशत को ऊष्मा में परिवर्तित करती हैं, उनका सौर तापीय प्रणालियों में महत्व होता है, जहां परावर्तन कम होने पर दक्षता में सुधार होता है। एक अल्ट्राब्लैक कपड़ा एक लचीली और हल्के अवशोषक परत के रूप में कार्य कर सकता है, जो पोर्टेबल या अनियमित आकार के उपकरणों के लिए नई डिजाइन संभावनाएं प्रदान करता है। दृश्य पहचान से संबंधित क्षेत्रों में, अल्ट्राब्लैक कपड़े थर्मल या ऑप्टिकल छलावरण के नए रूपों को सक्षम कर सकते हैं, खासकर यदि उन्हें अवरक्त तरंग दैर्ध्य के साथ-साथ दृश्य प्रकाश के साथ बातचीत करने के लिए अनुकूलित किया जाता है। संग्रहालय और ऑप्टिकल प्रयोगशालाएं, जिन्हें अक्सर ऐसे कपड़ों की आवश्यकता होती है जो प्रयोगों या फोटोग्राफिक सेटअप के दौरान भटकती रोशनी को कम करते हैं, ऐसी सामग्री से भी लाभ हो सकता है जो कठोर पैनलों या विशेष कोटिंग्स की आवश्यकता के बिना लगभग सभी घटना रोशनी को अवशोषित करती है। क्योंकि कपड़ा अपने मूल फाइबर की सांस लेने की क्षमता और यांत्रिक गुणों को बरकरार रखता है, यह प्रयोगात्मक सतह के बजाय एक कार्यात्मक सामग्री के रूप में कार्य करता है।
अल्ट्राब्लैक कपड़े का व्यावसायिक उपयोग कैसा हो सकता है?
निष्कर्षों के प्रकाशन के बाद, टीम ने पेटेंट संरक्षण के लिए आवेदन किया और यह पता लगाना शुरू किया कि प्रौद्योगिकी का व्यावसायीकरण कैसे किया जा सकता है। इसकी वास्तविक दुनिया की व्यवहार्यता का पहला प्रदर्शन तब हुआ जब कॉर्नेल फैशन डिज़ाइन के एक छात्र ने कपड़े को स्ट्रैपलेस ड्रेस में शामिल किया। परिधान ने गहरे काले वस्त्र को धात्विक इंद्रधनुषी लहजे के साथ जोड़ा, जिससे एक आकर्षक कंट्रास्ट पैदा हुआ जिसने कपड़े के प्रकाश के असामान्य रूप से तीव्र अवशोषण को उजागर किया। यह प्रारंभिक उदाहरण दर्शाता है कि कैसे सामग्री का उपयोग न केवल वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है, बल्कि अभिव्यंजक डिजाइन, पोशाक उत्पादन या विशेष प्रदर्शन पहनने के लिए भी किया जा सकता है। क्योंकि यह प्रक्रिया दुर्लभ इनपुट या जटिल उपकरणों पर निर्भर नहीं करती है, अगर इसे बड़े पैमाने पर अपनाया जाए तो इसे मौजूदा कपड़ा विनिर्माण पाइपलाइनों में एकीकृत किया जा सकता है। इसकी बहुमुखी प्रतिभा थिएटर, उत्पाद डिजाइन, प्रयोगात्मक वास्तुकला और किसी भी क्षेत्र में अनुप्रयोगों का सुझाव देती है जहां सटीकता के साथ प्रकाश को नियंत्रित करना आवश्यक है। जैसे-जैसे शोधकर्ता और उद्योग भागीदार अगले चरणों का मूल्यांकन करते हैं, कपड़े की बायोमिमिक्री, विनिर्माण क्षमता और ऑप्टिकल प्रदर्शन का संयोजन इसे सामग्री विज्ञान में एक उल्लेखनीय विकास के रूप में स्थापित करता है।यह भी पढ़ें | क्या घरेलू बिल्लियाँ केवल 2000 साल पहले यूरोप में फैल सकती थीं? अध्ययन से उत्तरी अफ्रीका से उनकी यात्रा का पता चलता है
