पक्ष्याच्या पंखांनी शास्त्रज्ञांना जगातील सर्वात गडद फॅब्रिक तयार करण्यात कशी मदत केली |

शास्त्रज्ञ आणि डिझाइनर रंग, प्रकाश आणि भौतिक अभियांत्रिकीबद्दल कसे विचार करतात हे निसर्गाच्या सर्वात दृश्यास्पद पक्ष्यांपैकी एकाने प्रेरित केलेले नवीन कापड बदलत आहे. कॉर्नेल युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांनी सध्या विकसित केलेले सर्वात गडद फॅब्रिक म्हणून ओळखले जाणारे कापड तयार केले आहे, जे जवळजवळ सर्व दृश्यमान प्रकाश शोषून घेते आणि प्रत्येक कोनातून रंगाची खोली राखून ठेवते. हे यश अशा क्षणी पोहोचते जेव्हा उद्योग प्रकाशाला अचूकतेने नियंत्रित करणाऱ्या सामग्रीला अधिक महत्त्व देतात, मग ते इमेजिंग तंत्रज्ञान, सौर ऊर्जा संकलन किंवा उच्च-प्रभाव दृश्य डिझाइनसाठी असो. बर्ड-ऑफ-पॅराडाईज प्रजातीच्या पिसारामध्ये सापडलेल्या जैविक संरचनांवर रेखाचित्रे करून, संघाने हे दाखवून दिले आहे की नैसर्गिक प्रणाली पुढील पिढीच्या ऊर्जा-कार्यक्षम आणि दृष्यदृष्ट्या शक्तिशाली कापडांना कसे मार्गदर्शन करू शकतात, सर्व काही लवचिक आणि परिधान करण्यायोग्य स्वरूपात आहे.

आतापर्यंतच्या सर्वात गडद फॅब्रिकचा शोध लावण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी काय प्रेरणा घेतली

वैज्ञानिक संघाने आपला दृष्टीकोन भव्य रायफलबर्डवर आधारित केला, जो पक्षी-ऑफ-पॅराडाईज कुटुंबातील एक सदस्य आहे जो पिसारासाठी ओळखला जातो जो त्याच्या नैसर्गिक अधिवासात जवळजवळ अशक्यपणे गडद दिसतो. केवळ रंगद्रव्यावर अवलंबून असलेल्या पृष्ठभागाच्या विपरीत, रायफलबर्डचे पंख सूक्ष्म वास्तुकलाद्वारे खोल काळसरपणा निर्माण करतात. पंखांमध्ये दाट स्तरित बार्बुल्स असतात जे वारंवार अंतर्गत विखुरण्याद्वारे येणारा प्रकाश अडकतात, जवळजवळ कोणतेही दृश्य प्रतिबिंब सोडत नाहीत. हे स्ट्रक्चरल शोषण पक्ष्याच्या शरीराला त्याच्या प्रेमळ प्रदर्शनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ज्वलंत निळ्या पॅचच्या विरूद्ध एक गडद पार्श्वभूमी म्हणून काम करण्यास अनुमती देते. पंख आर्किटेक्चरचा अभ्यास करणाऱ्या संशोधकांनी या ऑप्टिकल प्रभावासाठी जबाबदार असलेली प्रमुख वैशिष्ट्ये ओळखली आणि टेक्सटाइल ॲनालॉग तयार करण्यासाठी टेम्प्लेट म्हणून त्या निरीक्षणांचा वापर केला. परिणामी काम, तपशीलवार कॉर्नेल विद्यापीठाने प्रसिद्ध केलेला अभ्यासया जैविक संरचनेची काळजीपूर्वक प्रतिकृती केल्याने परावर्तनाच्या प्रयोगशाळेतील मोजमापांमध्ये समान वर्तन करणारे फॅब्रिक तयार होऊ शकते हे दर्शविते.

शास्त्रज्ञांनी जवळजवळ सर्व दृश्यमान प्रकाश शोषून घेणारे कापड कसे तयार केले

रायफलबर्डचा अल्ट्राब्लॅक इफेक्ट पुन्हा तयार करण्यासाठी, संशोधन टीमने त्याच्या फायबर स्ट्रक्चरसाठी आणि फेरफारसह सुसंगततेसाठी निवडलेल्या साध्या मेरिनो वूल विणकामाने सुरुवात केली. लोकर प्रथम पॉलीडोपामाइन, मेलेनिनचे सिंथेटिक ॲनालॉग जे तंतूंमध्ये प्रवेश करते आणि दृश्यमान स्पेक्ट्रममध्ये प्रकाश शोषण वाढवते, सह रंगवले गेले. या टप्प्याने हे सुनिश्चित केले की फॅब्रिक त्याच्या कोरमध्ये गडद आहे, केवळ पृष्ठभागावर लेपित नाही. पुढील टप्प्यात प्लाझ्मा एचिंगचा समावेश होता, ही प्रक्रिया प्रत्येक फायबरच्या पृष्ठभागावर घनतेने पॅक केलेले नॅनोफायब्रिल्स तयार करण्यासाठी सूक्ष्म प्रमाणात सामग्री हळूवारपणे काढून टाकते. हे नॅनोस्केल प्रोट्र्यूशन्स रायफलबर्डच्या पिसांवरील बार्ब्युल्ससारखे वागतात, एक जटिल लँडस्केप तयार करतात जे प्रकाशात व्यत्यय आणतात आणि कॅप्चर करतात. मोजमाप केल्यावर, परिणामी कापडाने सरासरी एकूण परावर्तन 0.13 टक्के प्रदर्शित केले, सामान्यत: अल्ट्राब्लॅक म्हणून सामग्री पात्र करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या थ्रेशोल्डच्या अगदी खाली. महत्त्वाचे म्हणजे, फॅब्रिकला केंद्रापासून 60 अंशांपर्यंतच्या कोनातून पाहिले जात असतानाही ही प्रकाश-शोषक क्षमता सातत्यपूर्ण राहिली, ही एक गुणधर्म जी तिला मागील अनेक इंजिनीयर केलेल्या अल्ट्राब्लॅक मटेरियलपेक्षा वेगळे करते.

काय हे लवचिक सेट करते अल्ट्राब्लॅक फॅब्रिक कठोर काळ्या साहित्याशिवाय?

नवीन फॅब्रिक केवळ त्याच्या ऑप्टिकल कामगिरीसाठीच नाही तर त्याच्या व्यावहारिकतेसाठी देखील वेगळे आहे. कार्बन नॅनोट्यूबपासून तयार केलेल्या अनेक अल्ट्राब्लॅक सामग्रीसह, नाजूक किंवा कठोर आहेत, जे नियंत्रित वातावरणाबाहेर त्यांचा वापर मर्यादित करतात. ते कपडे, वक्र पृष्ठभाग किंवा उच्च-हालचाल सेटिंग्जवर लागू करणे कठीण आहे आणि बर्याचदा विशेष उत्पादन परिस्थितीची आवश्यकता असते. याउलट, कॉर्नेलचा दृष्टिकोन परिचित नैसर्गिक फायबरपासून सुरू होतो आणि प्रस्थापित कापड उत्पादनाशी संरेखित करणाऱ्या स्केलेबल पद्धती वापरतो. लोकर, कापूस आणि रेशीम सैद्धांतिकदृष्ट्या समान उपचार घेऊ शकतात, ज्यामुळे तंत्र विविध प्रकारच्या फॅब्रिकसाठी अनुकूल बनते. प्रयोगशाळेतील कुतूहल असण्यापासून दूर, ही पद्धत टिकाऊपणा, लवचिकता आणि स्पर्शिक आराम राखणारे मोठ्या प्रमाणात-उत्पादित अल्ट्राब्लॅक कापडांच्या शक्यतेचा परिचय देते. कोन-संवेदनशील अवशोषण त्याचे आकर्षण आणखी मजबूत करते, कारण फॅब्रिक प्रकाशाच्या दिशेकडे दुर्लक्ष करून त्याची दृश्य खोली राखून ठेवते, अनेक कृत्रिम काळ्या पदार्थांमध्ये दिसणारी चमक किंवा टोनल भिन्नता काढून टाकते.

अल्ट्राब्लॅक कापड फॅशनच्या बाहेर उद्योग कसे बदलू शकतात?

जरी परावर्तित प्रकाशाची जवळजवळ पूर्ण अनुपस्थिती निर्माण करणाऱ्या फॅब्रिकच्या कल्पनेने फॅशन उद्योग सर्वात तात्काळ मोहित झाला असला तरी, संभाव्य अनुप्रयोगांचा विस्तार तंत्रज्ञान, आर्किटेक्चर आणि ऊर्जा संशोधनामध्ये होतो. प्रकाशाची उच्च टक्केवारी उष्णतेमध्ये रूपांतरित करणाऱ्या सामग्रीचे सौर थर्मल सिस्टीममध्ये मूल्य असते, जेथे परावर्तन कमी झाल्यामुळे कार्यक्षमता वाढते. अल्ट्राब्लॅक टेक्सटाइल लवचिक आणि हलके शोषक थर म्हणून कार्य करू शकते, पोर्टेबल किंवा अनियमित आकाराच्या उपकरणांसाठी नवीन डिझाइन शक्यता प्रदान करते. व्हिज्युअल डिटेक्शनशी संबंधित क्षेत्रांमध्ये, अल्ट्राब्लॅक फॅब्रिक्स थर्मल किंवा ऑप्टिकल कॅमफ्लाजचे नवीन स्वरूप सक्षम करू शकतात, विशेषत: अवरक्त तरंगलांबी तसेच दृश्यमान प्रकाशाशी संवाद साधण्यासाठी अनुकूल असल्यास. संग्रहालये आणि ऑप्टिकल प्रयोगशाळा, ज्यांना अनेकदा प्रयोग किंवा फोटोग्राफिक सेटअप दरम्यान भटका प्रकाश कमी करणाऱ्या फॅब्रिक्सची आवश्यकता असते, अशा सामग्रीचा देखील फायदा होऊ शकतो जो कठोर पॅनेल किंवा विशेष कोटिंग्जची आवश्यकता नसताना अक्षरशः सर्व घटना प्रकाश शोषून घेतो. कारण कापड त्याच्या मूळ फायबरचे श्वासोच्छ्वास आणि यांत्रिक गुणधर्म राखून ठेवते, ते प्रायोगिक पृष्ठभागाऐवजी कार्यात्मक सामग्री म्हणून कार्य करते.

अल्ट्राब्लॅक फॅब्रिकसाठी व्यावसायिक वापर कसा असू शकतो?

निष्कर्षांच्या प्रकाशनानंतर, टीमने पेटंट संरक्षणासाठी अर्ज दाखल केला आणि तंत्रज्ञानाचे व्यावसायिकीकरण कसे केले जाऊ शकते याचा शोध सुरू केला. कॉर्नेल फॅशन डिझाईनच्या विद्यार्थ्याने स्ट्रॅपलेस ड्रेसमध्ये फॅब्रिकचा समावेश केल्यावर त्याच्या वास्तविक-जगातील व्यवहार्यतेचे पहिले प्रात्यक्षिक दिसून आले. कपड्याने खोल काळ्या कापडाला धातूच्या इंद्रधनुषी उच्चारांसह एकत्र केले, ज्यामुळे एक उल्लेखनीय कॉन्ट्रास्ट निर्माण झाला ज्याने फॅब्रिकच्या प्रकाशाचे असामान्यपणे तीव्र शोषण हायलाइट केले. हे प्रारंभिक उदाहरण स्पष्ट करते की सामग्री केवळ वैज्ञानिक हेतूंसाठीच नव्हे तर अभिव्यक्त डिझाइन, पोशाख उत्पादन किंवा विशिष्ट कार्यप्रदर्शन परिधान करण्यासाठी देखील कशी वापरली जाऊ शकते. प्रक्रिया दुर्मिळ इनपुट किंवा जटिल उपकरणांवर अवलंबून नसल्यामुळे, मोठ्या प्रमाणावर अवलंब केल्यास ती विद्यमान कापड उत्पादन पाइपलाइनमध्ये समाकलित होऊ शकते. त्याची अष्टपैलुत्व थिएटर, उत्पादन डिझाइन, प्रायोगिक आर्किटेक्चर आणि कोणत्याही क्षेत्रात जेथे अचूकतेने प्रकाश नियंत्रित करणे आवश्यक आहे अशा अनुप्रयोगांना सूचित करते. संशोधक आणि उद्योग भागीदार पुढील चरणांचे मूल्यमापन करत असताना, फॅब्रिकचे बायोमिमिक्री, मॅन्युफॅक्चरिबिलिटी आणि ऑप्टिकल कार्यक्षमतेचे संयोजन त्याला भौतिक विज्ञानातील एक उल्लेखनीय विकास म्हणून स्थान देते.तसेच वाचा | घरगुती मांजरी फक्त 2000 वर्षांपूर्वी युरोपमध्ये पसरली असती? अभ्यासातून त्यांचा उत्तर आफ्रिकेतील प्रवास दिसून येतो