નવા પ્રકારની નિંદનીય, સ્વ-હીલિંગ અને સંપૂર્ણપણે રિસાયકલ કરી શકાય તેવી "ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા" ની શોધમાં આરોગ્ય દેખરેખ, રોબોટિક્સ, પ્રોસ્થેટિક્સ અને સુધારેલ બાયોમેડિકલ ઉપકરણોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન છે.
એક અભ્યાસ માં પ્રકાશિત સાયન્સ એડવાન્સિસ નવી ઈલેક્ટ્રોનિક ત્વચા (અથવા ખાલી ઈ-ત્વચા)નું પ્રદર્શન કરે છે જેમાં માનવીયની સરખામણીમાં નજીવીતા, સ્વ-ઉપચાર અને સંપૂર્ણ પુનઃઉપયોગીતા સહિત અનેક ગુણો હોય છે. ત્વચા1ત્વચા, આપણું સૌથી મોટું અંગ, બહારથી જોવામાં આવે ત્યારે માંસલ આવરણ છે. આપણી ત્વચા એક અત્યંત સર્વતોમુખી અંગ છે જે વોટરપ્રૂફ, ઇન્સ્યુલેટીંગ કવચ તરીકે કામ કરે છે અને આપણા શરીરને વિવિધ પ્રકારના બાહ્ય જોખમો અથવા પરિબળોથી રક્ષણ આપે છે જેમ કે સૂર્યને નુકસાન પહોંચાડતા. ત્વચાના કેટલાક કાર્યોમાં શરીરના તાપમાનનું નિયમન, ઝેરી પદાર્થોના સેવનથી શરીરનું રક્ષણ અને ઝેરી પદાર્થોનું ઉત્સર્જન (પરસેવા સાથે), યાંત્રિક અને રોગપ્રતિકારક સહાય અને નિર્ણાયક પદાર્થોનું ઉત્પાદન છે. વિટામિન ડી જે આપણા હાડકા માટે ખૂબ જ જરૂરી છે. મગજ સાથે તરત જ વાતચીત કરવા માટે પૂરતી ચેતાઓ સાથે ત્વચા એક વિશાળ સેન્સર પણ છે.
વિશ્વભરના સંશોધકો 'વેરેબલ'ના વિવિધ પ્રકારો અને કદ વિકસાવવા પર કામ કરી રહ્યા છે ઈ-સ્કિન્સ' નકલ કરવાનો પ્રયાસ કરવાના ધ્યેય સાથે જૈવિક ત્વચા અને તેના વિવિધ કાર્યો. નરમ અને વળાંકવાળી માનવ ત્વચા સાથે સીમલેસ એકીકરણ માટે લવચીક અને ખેંચી શકાય તેવા ઉપકરણોની તીવ્ર જરૂરિયાત છે. નેનોસ્કેલ (10-9m) કઠોર સિલિકોન કે જેનો સામાન્ય રીતે પહેલા ઉપયોગ થતો હતો તેને બદલીને સામગ્રી જરૂરી યાંત્રિક અને વિદ્યુત વૈવિધ્યતા પ્રદાન કરી શકે છે. યુનિવર્સિટી ઓફ કોલોરાડો, બોલ્ડર, યુએસએ ખાતે ડો. જિયાનલિયાંગ ઝીઓની આગેવાની હેઠળની ટીમે માનવ ત્વચાના સંવેદનાત્મક સ્પર્શને રોબોટ્સ અને પ્રોસ્થેટિક્સમાં અનુવાદિત કરવાના ધ્યેય સાથે સફળતાપૂર્વક કૃત્રિમ ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા (ઇ-ત્વચા) વિકસાવી છે. આ પ્રયાસ ભવિષ્યમાં "વેરેબલ" ટેક્નોલોજી ધરાવવાની દિશામાં છે જે તબીબી, વૈજ્ઞાનિક અને એન્જિનિયરિંગ ક્ષેત્રોમાં વિશાળ સંભવિત અને મૂલ્યવાન હશે.
ઇ-ત્વચા: સ્વ-હીલિંગ અને રિસાયકલ કરી શકાય તેવું
E-skin is a thin, translucent material having a નવલકથા type of covalently bonded dynamic polymer network, called polyimine, which is laced with silver nanoparticles for improved mechanical strength, chemical stability and electrical conductivity. This e-skin also has sensors embedded in it to measure pressure, temperature, humidity and air flow. This e-skin is being considered remarkable because it has been incorporated with many features which make it an extremely closer mimic of the human skin. It is highly malleable and can be easily set onto curved surfaces (e.g. human arms and legs, robotic hands) by applying moderate heat and pressure to it without introducing excessive stresses. It has amazing self-healing properties wherein upon any cut or damage caused by an external circumstance, the e-skin recreates the chemical bonds between the two separated sides restoring the matrix for its proper functionality and returning to its original bonded state.
જો આ ઈ-સ્કીન કોઈપણ સંજોગોને કારણે બિનઉપયોગી બની જાય, તો તેને સંપૂર્ણપણે રિસાયકલ કરી શકાય છે અને તેને રિસાયક્લિંગ સોલ્યુશનમાં મૂકીને તદ્દન નવી ઈ-સ્કીનમાં ફેરવી શકાય છે જે હાલની ઈ-સ્કિન સામગ્રીને "પ્રવાહી" બનાવે છે અને તેને "પ્રવૃત્ત"માં ફેરવે છે. નવી" ઇ-ત્વચા. આ રિસાયક્લિંગ સોલ્યુશન – ઇથેનોલમાં વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ ત્રણ રાસાયણિક સંયોજનોનું મિશ્રણ – પોલિમર અને સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ સોલ્યુશનના તળિયે ડૂબી જાય છે. આ ડિગ્રેડેડ પોલિમરનો ઉપયોગ નવી કાર્યાત્મક ઈ-ત્વચા બનાવવા માટે થઈ શકે છે. આ સ્વ-ઉપચાર અને પુનઃઉપયોગક્ષમતા જે ઓરડાના તાપમાને પ્રાપ્ય છે તે વપરાયેલ પોલિમરના રાસાયણિક બંધનને આભારી છે. પોલિમાઇનના પોલિમેરિક નેટવર્કનો ફાયદો એ છે કે તે ઉલટાવી શકાય તેવું છે અને મોટાભાગની પરંપરાગત થર્મોસ્ટેટ સામગ્રીઓથી વિપરીત તેને તોડી અને રિસાયકલ કરી શકાય છે જે તેમના ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિમરીક નેટવર્કમાં બદલી ન શકાય તેવા બોન્ડને કારણે ન તો પુનઃઆકાર કરી શકાય છે અથવા પુનઃપ્રક્રિયા કરી શકાતી નથી. આ માનવ ત્વચા કરતાં વધુ મજબૂત છે અને તેનો ઉપયોગ રિપ્લેસમેન્ટને બદલે તેને વધારવા માટે કરી શકાય છે. તે સ્પર્શ કરવા માટે પણ સુખદ છે અને લગભગ વાસ્તવિક ત્વચા જેવી લાગે છે જે તેને ભવિષ્યમાં કવરિંગ એજન્ટ તરીકે બનાવી શકે છે, ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો કહે છે.
Eco-friendly and low on cost properties of e-skin have been hailed and such e-skin could greatly reduce electronic waste and environmental impact and could be highly usable and popular with manufacturers across different fields. Though it may sound farfetched at the moment, this reuse technology could also be similarly applied to old electronics items as well. In fact, modern day fitness trackers and health monitors once damaged add to the growing mountain of e-waste compounding environment related problems. The e-skin could be worn around our necks or on our wrists and these could be like flexible wearables or temporary tattoos and whenever they get damaged they can be recycled and reused. Since e-skin is flexible, it can be bent and twisted and can be made customized according to the wearer. The technology opens up avenues for intelligent રોબોટિક્સ in which such a pleasant to feel and confortable electronic skin can be wrapped around the body of a robot or an artificial limb. To elaborate, a prosthetic arm or leg which is wrapped in this electronic skin can allow the wearer to respond to temperature and pressure changes because of the multiple sensors incorporated in it. The robotics arms or legs fitted with such an e-skin can make the robots act more delicately towards humans and be more safe and reliable. For example, e-skin could be specifically fitted to a robot handling a baby or a fragile elderly and thus robot will not be applying too much force. Another application of e-skin can be potentially in hazardous environments or high-risk jobs. It is plausible that this technology could be used with virtual buttons, controls or doors that would enable any operation without human physical interaction, for example in explosives industry or other dangerous lines of work, and thus this e-skin maybe able to decrease the chances of any human injury.
ઈ-ત્વચામાં ડિસ્પ્લે ઉમેરી રહ્યા છીએ
ટોક્યો યુનિવર્સિટીના સંશોધકોની ટીમે તાજેતરમાં એક પ્રદર્શન ઉમેર્યું છે2(micro-LED) to ultrathin, band aid-style e-skin patches to enable display of different signs of health monitoring in real time (e.g. measuring glucose levels in people with diabetes or the moving waveform of an electrocardiogram of a heart દર્દી). These patches have a stretchable wiring and thus can bend or stretch to up to 45 precent based upon the movement of the wearer. These are considered as having the most flexible and durable design in recent times. The continuous shedding of human skin cells could mean that the patch might fall off after a few days but this can be worked around.
પ્રોફેસર ટાકાઓ સોમ્યાના નેતૃત્વમાં આ અભ્યાસ જણાવે છે કે આવા ડિસ્પ્લેનો ઉપયોગ આખરે માત્ર દર્દીઓ માટે જ નહીં પરંતુ પરિવારના સભ્યો, સંભાળ આપનારાઓ અને આરોગ્ય વ્યાવસાયિકો માટે પણ વ્યક્તિગત રીતે અથવા તો તબીબી માહિતીને એકીકૃત અને સરળ રીતે વાંચવા અને સંચાર કરવામાં સક્ષમ કરવા માટે થઈ શકે છે. દૂરથી. તે સંદેશાઓ પણ પ્રાપ્ત કરશે. સંશોધકોનો હેતુ પેચની વિશ્વસનીયતાને વધુ બહેતર બનાવવા, તેને વધુ ખર્ચ અસરકારક બનાવવા અને વિશ્વભરમાં વ્યાપક પહોંચ માટે તેના ઉત્પાદનમાં વધારો કરવાનો છે. તેમનો ધ્યેય 2020 ના અંત સુધીમાં આ ઉપકરણને બજારમાં લાવવાનો છે.
આગળ પડકારો
ઈ-ત્વચાનો વિકાસ એ એક ખૂબ જ રોમાંચક નવલકથા સંશોધન છે, જો કે, આપણી સુગમતા અને ખેંચવાની ક્ષમતાના મૂળભૂત ગુણધર્મોમાંની એક ઈ-ત્વચા દ્વારા સફળતાપૂર્વક હાંસલ કરવાની બાકી છે. ઈ-ત્વચા નરમ હોય છે પરંતુ માનવ ત્વચા જેટલી ખેંચાતી નથી. લેખકોના મતે, જેમ તે ઊભું છે તે સામગ્રી પણ ખૂબ સરળતાથી પુનઃઉત્પાદન કરી શકાતી નથી. તાજા મોડ્યુલની સરખામણીમાં રીહેલ કરેલ/રીસાયકલ કરેલ ઈ-સ્કીન ડીવાઈસમાં એકંદર સેન્સીંગ પરફોર્મન્સમાં થોડો ઘટાડો જોવા મળ્યો હતો, આને વધુ સંશોધન સાથે સંપૂર્ણ રીતે સંબોધિત કરવાની જરૂર છે. ઈ-સ્કિન દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રો પણ ખૂબ ઊંચા છે અને તેને ઘટાડવાની જરૂર છે. હાલમાં ઉપકરણ બાહ્ય સ્ત્રોતથી સંચાલિત છે જે ખૂબ જ અવ્યવહારુ છે, પરંતુ તેના બદલે ઉપકરણને પાવર કરવા માટે રિચાર્જ કરવા યોગ્ય, નાની બેટરીઓ હોવી શક્ય હોવી જોઈએ. Dr.Xiao અને તેમની ટીમ આ પ્રોડક્ટને રિફાઇન કરવા અને સ્કેલિંગ સોલ્યુશનમાં સુધારો કરવા માંગે છે જેથી ઓછામાં ઓછા આર્થિક અવરોધોને પાર કરી શકાય અને આ ઈ-સ્કિનને રોબોટ અથવા પ્રોસ્થેટિક્સ અથવા મેડિકલ ડિવાઈસ અથવા અન્ય કોઈપણ વસ્તુ પર ઉત્પાદન અને મૂકવા માટે સરળ હોવી જોઈએ.
***
{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
1. ઝૂ ઝેડ એટ અલ. 2018. ડાયનેમિક સહસંયોજક થર્મોસેટ નેનોકોમ્પોઝીટ દ્વારા સક્રિય કરી શકાય તેવી, સંપૂર્ણપણે રિસાયકલ કરી શકાય તેવી અને નિંદનીય ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા. સાયન્સ એડવાન્સિસ. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaq0508
2. સોમ્યા ટી. 2018. અલ્ટ્રાફ્લેક્સિબલ ઓન-સ્કિન સેન્સર્સ સાથે સતત આરોગ્ય-નિરીક્ષણ. AAAS વાર્ષિક મીટિંગ સિમ્પોઝિયમ, ઑસ્ટિન, ટેક્સાસ, 17 ફેબ્રુઆરી, 2018.
