శాస్త్రవేత్తలు సింథటిక్ రెసిన్‌ల నుండి కృత్రిమ కలపను తయారు చేశారు, ఇది సహజ కలపను అనుకరిస్తూ మల్టీఫంక్షనల్ ఉపయోగం కోసం మెరుగైన లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.
చెక్క ఒక సేంద్రీయ చెట్లు, పొదలు మరియు పొదల్లో కనిపించే పీచు కణజాలం. చెక్కను అత్యంత ఉపయోగకరమైన మరియు బహుముఖ పదార్థంగా పిలుస్తారు గ్రహం భూమి. ఇది బహుళ ప్రయోజనాల కోసం వేల సంవత్సరాలుగా ఉపయోగించబడింది మరియు దాని తక్కువ సాంద్రత మరియు అధిక బలం కోసం ఎక్కువగా గుర్తించబడింది. చెక్క యొక్క ప్రత్యేకమైన అనిసోట్రోపిక్ సెల్యులార్ స్ట్రక్చర్ (అనగా వివిధ దిశలలోని విభిన్న లక్షణాలు) దానికి అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలను మంజూరు చేస్తుంది, అలాగే దానిని బలంగా, దృఢంగా, ఇంకా తేలికగా మరియు అనువైనదిగా చేస్తుంది. వుడ్ అధిక సంపీడన బలం మరియు తక్కువ తన్యత బలం కలిగి ఉంటుంది. వుడ్ పర్యావరణం మరియు ఖర్చుకు అనుకూలమైనది, సూపర్ స్ట్రాంగ్, మన్నికైనది మరియు మన్నికైనది మరియు కాగితాన్ని తయారు చేయడం నుండి ఇళ్లను నిర్మించడం వరకు దేనినైనా నిర్మించడానికి ఉపయోగించవచ్చు.
ప్రకృతి ఇప్పటికే మనకు కలప వంటి అద్భుతమైన పదార్థాలను అందించింది. అయినప్పటికీ, ప్రకృతిలో ఇప్పటికే కనుగొనబడిన బయోమెటీరియల్స్ యొక్క అద్భుతమైన లక్షణాలను 'అనుకరించే' అధిక-పనితీరు గల బయోమిమెటిక్ ఇంజనీరింగ్ మెటీరియల్‌లను రూపొందించడానికి మరియు అభివృద్ధి చేయడానికి మనకు ఎల్లప్పుడూ ప్రకృతి చుట్టూ ఒక ప్రేరణ ఉంటుంది. కలప యొక్క ప్రత్యేకత తక్కువ సాంద్రత మరియు అధిక బలంతో పాటు దాని అనిసోట్రోపిక్ సెల్యులార్ నిర్మాణం నుండి వస్తుంది. ఇటీవలి కాలంలో శాస్త్రవేత్తలు అధిక బలం మరియు తేలిక వంటి కలప లక్షణాలను నకిలీ చేసే ప్రయత్నంలో ఈ భావనను పరిగణనలోకి తీసుకుని పదార్థాలను రూపొందించడానికి ప్రయత్నించారు. ఏదేమైనప్పటికీ, రూపొందించిన పదార్థాలు ఒక లోపం లేదా మరొక దానితో బాధపడుతున్నందున చాలా పరిశోధనలు అసంతృప్తికరమైన ఫలితాలకు దారితీశాయి. ఇది ఇప్పటికీ ఇంజనీర్లకు నిర్మించడానికి గణనీయమైన సవాలుగా మిగిలిపోయింది కృత్రిమ చెక్క వంటి పదార్థాలు. ఇది అధిక ఔచిత్యం ఎందుకంటే ఇది సహజ కలపను పెంచడానికి దశాబ్దాలు పడుతుంది మరియు సహజ కలపతో సమానమైన పదార్థాన్ని తయారు చేయడానికి చూస్తున్నప్పుడు సమయం మరియు సామర్థ్యం ఒక బలమైన ప్రమాణం.
బయోఇన్స్పైర్డ్ కలప
చైనాకు చెందిన యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ పరిశోధకులు బయోఇన్స్పైర్డ్ ఆర్టిఫిషియల్ పాలీమెరిక్ తయారీకి కొత్త వ్యూహాన్ని రూపొందించారు. చెక్క పెద్ద ఎత్తున. ఈ కృత్రిమ పదార్థం కలప-వంటి సెల్యులార్ మైక్రోస్ట్రక్చర్, మైక్రోస్ట్రక్చర్‌లలో మంచి నియంత్రణను కలిగి ఉంటుంది మరియు సహజ కలప యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలకు సమానమైన తేలిక మరియు అధిక బలం వంటి లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ కొత్త పదార్థం ఇప్పటి వరకు పరిశోధించిన ఇతర ఇంజినీరింగ్ చెక్కల వలె కాకుండా సహజ కలప వలె బలంగా ఉందని పరిశోధకులు పేర్కొన్నారు.
ప్రకృతిలో లభించే కలపలో లిగ్నిన్ అనే సహజ పాలిమర్ ఉంటుంది, ఇది కలపను బలంగా చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. లిగ్నిన్ సెల్యులోజ్ యొక్క చిన్న స్ఫటికాలను మెష్-వంటి నిర్మాణంలో బంధించి అధిక బలాన్ని సృష్టిస్తుంది. సారూప్య లక్షణాలను కలిగి ఉన్న రెసోల్ అని పిలువబడే సింథటిక్ పాలిమర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా లిగ్నిన్‌ను పునరావృతం చేయాలని పరిశోధకులు భావించారు. వారు సాంప్రదాయకంగా లభించే రిసోల్‌లను (ఫినోలిక్ రెసిన్ మరియు మెలమైన్ రెసిన్) విజయవంతంగా మార్చారు కృత్రిమ చెక్క పదార్థం వంటిది. మొదట పాలిమర్ రెసోల్ యొక్క స్వీయ-అసెంబ్లీ లక్షణాలను ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు తరువాత థెమోక్యూరింగ్ చేయడం ద్వారా మార్పిడి సాధించబడింది. స్వీయ-అసెంబ్లీని సాధించడానికి, లిక్విడ్ థర్మోస్టాట్ రెసిన్లు ఏకదిశలో స్తంభింపజేయబడతాయి, తర్వాత 200 డిగ్రీల సెల్సియస్ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద (క్రాస్-లింక్డ్ లేదా పాలిమరైజ్డ్) నయం చేయబడతాయి. ఉత్పత్తి చేయబడిన ఇంజనీర్డ్ కలప సహజ కలపను పోలి ఉండే సెల్ లాంటి నిర్మాణాన్ని అవలంబిస్తుంది. తదనంతరం, థర్మోక్యూరింగ్ - రిసోల్‌లో ఉష్ణోగ్రత-ప్రేరిత రసాయన మార్పు (ఇక్కడ, పాలిమరైజేషన్)తో కూడిన ప్రక్రియ - కృత్రిమ పాలీమెరిక్ కలపలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రదర్శించబడింది. అటువంటి పదార్థం యొక్క రంధ్రాల పరిమాణం మరియు గోడ మందం మానవీయంగా నియంత్రించబడుతుంది. అంతే కాదు, రిసోల్ తయారు చేసే స్ఫటికాలను కూడా కలప రకం అవసరాన్ని బట్టి మార్చవచ్చు. రిసోల్‌ను కలిపి ఉంచే స్ఫటికాలను జోడించడం లేదా మార్చడం ద్వారా కూడా రంగును మార్చవచ్చు. ఈ ఇంజనీరింగ్ కలప కంప్రెస్ చేయబడినప్పుడు, ఇది దాని సహజ ప్రతిరూపం వలె ప్రతిఘటనను ప్రదర్శిస్తుంది. సెల్యులోజ్ నానోఫైబర్స్ మరియు గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ వంటి సూక్ష్మ పదార్ధాల కంపోస్ట్‌ను ఉపయోగించే కృత్రిమ చెక్కలను తయారు చేయడానికి అధ్యయనంలో వివరించిన విధానాన్ని ఆకుపచ్చ విధానంగా కూడా పేర్కొనవచ్చు.
ఆసక్తికరంగా, ఇంజినీరింగ్ చేసిన కృత్రిమ కలప సహజ కలపతో పోలిస్తే నీరు మరియు యాసిడ్‌కు మెరుగైన తుప్పు నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది, అయితే దాని యాంత్రిక లక్షణాలలో ఎటువంటి క్షీణత లేదు. దీని అర్థం కృత్రిమ కలప తీవ్రమైన వాతావరణ సంఘటనలను నిరోధించగలదు మరియు రక్షణను అందించడంలో మెరుగుపడుతుంది. ఇది మెరుగైన థర్మల్ ఇన్సులేషన్ మరియు అగ్నికి మెరుగైన నిరోధకతను చూపుతుంది మరియు సహజ కలప వలె సులభంగా మంటలను పట్టుకోదు ఎందుకంటే ప్రధానంగా రెసోల్ అగ్ని నిరోధకం. తయారీ మరియు నిర్మాణం వంటి రంగాలకు ఇది ఒక వరం కావచ్చు, ముఖ్యంగా సహజ కలపను ఉపయోగించి నిర్మించినప్పుడు మంటలు వ్యాపించే నివాస భవనాలు. సహజ కలపతో పోల్చినప్పుడు ఇది చాలా మెరుగుపరచబడినందున పదార్థం కఠినమైన మరియు కఠినమైన వాతావరణాలకు ఆదర్శంగా సరిపోతుంది. బలం మరియు థర్మల్ ఇన్సులేషన్ లక్షణాలకు సంబంధించి సెల్యులార్ సిరామిక్స్ మరియు ఏరోజెల్స్ వంటి ప్రామాణిక ఇంజనీరింగ్ మెటీరియల్‌లతో పోల్చినప్పుడు ఇది ప్రత్యేకంగా ఉంటుంది. దాని అధిక బలం కారణంగా చాలా ప్లాస్టిక్-కలప మిశ్రమాల కంటే ఇది మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. ఇంజినీరింగ్ చేసిన కలప చాలా ఎక్కువ లక్షణాలను కలిగి ఉంది, ఇది మరింత సమర్థవంతంగా చేస్తుంది.
లో ప్రచురించబడిన ఈ అధ్యయనంలో వివరించిన నవల వ్యూహం సైన్స్ అడ్వాన్సెస్ వివిధ రకాల అధిక-పనితీరు గల బయోమిమెటిక్ ఇంజనీరింగ్ మిశ్రమ పదార్థాలను రూపొందించడానికి మరియు ఇంజనీర్ చేయడానికి కొత్త మార్గాలను అందిస్తుంది, ఇది వారి సాంప్రదాయ ప్రతిరూపాల కంటే కొంత ముఖ్యమైన ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇటువంటి నవల పదార్థాలు అనేక రంగాలలో విస్తృత అనువర్తనాలను కలిగి ఉంటాయి.
***
{ఉదహరించబడిన మూలం(ల) జాబితాలో దిగువ ఇవ్వబడిన DOI లింక్‌ను క్లిక్ చేయడం ద్వారా మీరు అసలు పరిశోధనా పత్రాన్ని చదవవచ్చు}
మూల (లు)
Zhi-Long Y వద్ద అల్. 2018 బయోఇన్స్పైర్డ్ పాలీమెరిక్ వుడ్స్. సైన్స్ అడ్వాన్సెస్. 4(8)
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat7223
***
