Discovery Could Lead to Ice-Free Bionic Surfaces
मसल्स पर एक नियमित सतह संरचना के कारण “एडमुसियम कोलबेकी” बर्फ केवल बहुत कमजोर रूप से इसका पालन करती है और इसे धाराओं द्वारा आसानी से धोया जा सकता है। श्रेय: एमपीआई-पी
विशेष खोल अंटार्कटिक स्कैलप को बर्फ के निर्माण से बचाता है।
हवाई जहाज के पंख जो बर्फ नहीं करते हैं या सौर सेल जो सर्दियों में भी बिजली उत्पन्न करते हैं - कई अनुप्रयोगों के लिए बर्फ मुक्त सतह महत्वपूर्ण हैं। कोनराड मिस्टर, अलास्का विश्वविद्यालय के प्रोफेसर और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर पॉलिमर रिसर्च में समूह के नेता के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम ने अब एक अंटार्कटिक स्कैलप प्रजाति का अध्ययन किया है जो इसकी खोल सतह की मदद से टुकड़े करने की प्रक्रिया का विरोध करती है। उनकी विशेष संरचना के कारण, बर्फ की पतली परतें खराब रूप से चिपक जाती हैं और प्रवाह से आसानी से धुल जाती हैं। यह खोज लंबी अवधि में बर्फ मुक्त बायोनिक सतहों के विकास में मदद कर सकती है।
अंटार्कटिक जल में ऐसी स्थितियाँ होती हैं जिनमें वस्तुएँ और जीवित प्राणी पानी के नीचे भी जम सकते हैं। ध्रुवीय क्षेत्रों में समुद्री यात्रा के लिए यह एक बड़ी समस्या है। तथाकथित सुपरकूल्ड पानी का तापमान हिमांक के ठीक नीचे होता है। उच्च नमक सामग्री के कारण, अंटार्कटिका में पानी का हिमांक लगभग -1.9 °C होता है, लेकिन यह लगभग 0.05 °C ठंडा होता है। रेत या सतहों के दाने जैसी छोटी-छोटी गड़बड़ी इस सुपरकूल्ड पानी को जमने का कारण बन सकती है - कभी-कभी ऐसे जीवों के लिए घातक परिणाम जो जमे हुए नहीं रह सकते।
अंटार्कटिक स्कैलप “एडमुसियम कोलबेकी” इसका विरोध करता है, जैसा कि रसायनज्ञ कोनराड मिस्टर जानते हैं। मिस्टर अलास्का विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं और मेन्ज़ में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर पॉलिमर रिसर्च (एमपीआई-पी) में मिशा बॉन के विभाग में एक शोध समूह का नेतृत्व करते हैं। अंटार्कटिका में एक अभियान के दौरान, गोताखोरों ने कुशल बर्फ संरक्षण तंत्र के साथ उसका ध्यान स्कैलप की ओर आकर्षित किया। “हमारे गोताखोरों ने बताया कि उन्होंने इस देशी स्कैलप प्रजाति की सतह पर बड़े पैमाने पर बर्फ कभी नहीं देखी थी,” मिस्टर कहते हैं।
कई एमपीआई-पी अनुसंधान समूहों के सदस्यों के साथ-साथ ओरेगन विश्वविद्यालय के अंतरराष्ट्रीय शोध दल को संदेह है कि स्कैलप प्रजातियों ने विकास के दौरान एक विशेष सतह संरचना विकसित की है जो इसे टुकड़े से बचाती है। जबकि गर्म क्षेत्रों में स्कैलप्स में अव्यवस्थित या चिकनी खोल सतह होती है, अंटार्कटिक प्रजातियों में एक सूक्ष्म, बहुत नियमित संरचना होती है।
सूक्ष्मदर्शी छोटी लकीरों को प्रकट करता है जो उनके खोल पर एक विकिरण पैटर्न में चलती हैं। ये लकीरें सुनिश्चित करती हैं कि पानी वहां अधिमानतः जम जाए। यदि हिमीकरण प्रक्रिया जारी रहती है, तो बर्फ की एक सतत परत बन जाती है, जो केवल लकीरों पर टिकी होती है। बर्फ और खोल के बीच कम आसंजन के कारण, पानी के नीचे का सबसे छोटा प्रवाह बर्फ को फिर से धो सकता है और स्कैलप जमता नहीं है।
सूक्ष्मदर्शी अध्ययन के अलावा, अनुसंधान दल ने अंटार्कटिक के साथ और गर्म क्षेत्रों से एक स्कैलप के साथ आइसिंग प्रयोग भी किए। यह पाया गया कि अन्य प्रजातियों की तुलना में अंटार्कटिक स्कैलप पर बर्फ की परत को हटाने के लिए बहुत कम बल की आवश्यकता होती है।
“यह रोमांचक है कि कैसे विकास ने स्पष्ट रूप से इस स्कैलप को एक फायदा दिया है,” कोनराड मिस्टर कहते हैं। “आइस-फ्री शेल के ज्ञान से बायोनिक्स के सिद्धांत पर आधारित नए तकनीकी अनुप्रयोगों की कल्पना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, ध्रुवीय शिपिंग के लिए नॉन-आइसिंग सतहें अत्यधिक दिलचस्प हो सकती हैं।”
शोधकर्ताओं ने अब अपने शोध को वैज्ञानिक पत्रिका में प्रकाशित किया है संचार जीवविज्ञानसे एक पत्रिका प्रकृति विभाग।
संदर्भ: विलियम एसवाई वोंग, लुकास हाउर, पॉल ए। सिज़िको और कोनराड मिस्टर द्वारा “अंटार्कटिक स्कैलप एडमुसियम कोलबेकी में क्रायोफूलिंग से बचाव”, 21 जनवरी 2022, संचार जीवविज्ञान.
डीओआई: 10.1038/एस42003-022-03023-6
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