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
ઇ-ત્વચા એક પાતળી, અર્ધપારદર્શક સામગ્રી છે નવલકથા સહસંયોજક રીતે બંધાયેલ ડાયનેમિક પોલિમર નેટવર્કનો પ્રકાર, જેને પોલિમાઇન કહેવાય છે, જે સુધારેલ યાંત્રિક શક્તિ, રાસાયણિક સ્થિરતા અને વિદ્યુત વાહકતા માટે ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સથી સજ્જ છે. આ ઈ-સ્કીનમાં દબાણ, તાપમાન, ભેજ અને હવાના પ્રવાહને માપવા માટે સેન્સર પણ છે. આ ઈ-સ્કિનને નોંધપાત્ર માનવામાં આવી રહી છે કારણ કે તેમાં ઘણી વિશેષતાઓ સામેલ કરવામાં આવી છે જે તેને માનવ ત્વચાની અત્યંત નજીકની નકલ બનાવે છે. તે અત્યંત નિંદનીય છે અને વધુ પડતા તાણની રજૂઆત કર્યા વિના તેને મધ્યમ ગરમી અને દબાણ લાગુ કરીને વક્ર સપાટીઓ (દા.ત. માનવ હાથ અને પગ, રોબોટિક હાથ) પર સરળતાથી સેટ કરી શકાય છે. તે અદ્ભુત સ્વ-હીલિંગ ગુણધર્મો ધરાવે છે જેમાં બાહ્ય સંજોગોને લીધે થતા કોઈપણ કટ અથવા નુકસાન પર, ઇ-ત્વચા તેની યોગ્ય કાર્યક્ષમતા માટે મેટ્રિક્સને પુનઃસ્થાપિત કરીને અને તેની મૂળ બંધાયેલ સ્થિતિમાં પાછા ફરવા માટે બે અલગ પડેલી બાજુઓ વચ્ચેના રાસાયણિક બોન્ડને ફરીથી બનાવે છે.
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.
ઇ-સ્કીનની ઇકો-ફ્રેન્ડલી અને ઓછી કિંમતના ગુણધર્મોને વખાણવામાં આવ્યા છે અને આવી ઇ-સ્કીન ઇલેક્ટ્રોનિક કચરો અને પર્યાવરણીય અસરને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડી શકે છે અને વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઉત્પાદકોમાં ખૂબ જ ઉપયોગી અને લોકપ્રિય બની શકે છે. જો કે આ ક્ષણે તે બહુ દૂરનું લાગે છે, આ પુનઃઉપયોગની ટેક્નોલોજી જૂની ઈલેક્ટ્રોનિક્સ વસ્તુઓ પર પણ એ જ રીતે લાગુ થઈ શકે છે. વાસ્તવમાં, આધુનિક સમયના ફિટનેસ ટ્રેકર્સ અને હેલ્થ મોનિટર્સ એકવાર ક્ષતિગ્રસ્ત થઈ ગયા પછી ઈ-વેસ્ટ કમ્પાઉન્ડિંગ પર્યાવરણ સંબંધિત સમસ્યાઓના વધતા પહાડમાં વધારો કરે છે. ઈ-સ્કીનને આપણી ગરદનની આસપાસ અથવા કાંડા પર પહેરી શકાય છે અને આ લવચીક પહેરી શકાય તેવા અથવા કામચલાઉ ટેટૂ જેવા હોઈ શકે છે અને જ્યારે પણ તે નુકસાન થાય છે ત્યારે તેનો રિસાયકલ કરી ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઈ-સ્કિન ફ્લેક્સિબલ હોવાથી તેને વાંકો અને ટ્વિસ્ટેડ કરી શકાય છે અને પહેરનારના હિસાબે કસ્ટમાઈઝ કરી શકાય છે. ટેક્નોલોજી બુદ્ધિશાળી લોકો માટે માર્ગો ખોલે છે રોબોટિક્સ જેમાં રોબોટ અથવા કૃત્રિમ અંગના શરીરની આસપાસ આટલી સુખદ અનુભૂતિ અને આરામદાયક ઈલેક્ટ્રોનિક ત્વચાને લપેટી શકાય છે. વિસ્તૃત રીતે કહીએ તો, આ ઈલેક્ટ્રોનિક ત્વચામાં લપેટાયેલો કૃત્રિમ હાથ અથવા પગ પહેરનારને તેમાં સમાવિષ્ટ બહુવિધ સેન્સર્સને કારણે તાપમાન અને દબાણના ફેરફારોનો પ્રતિસાદ આપી શકે છે. આવી ઈ-સ્કિન સાથે ફીટ કરાયેલા રોબોટિક્સ હાથ અથવા પગ રોબોટ્સને મનુષ્યો પ્રત્યે વધુ નાજુક રીતે વર્તે છે અને વધુ સુરક્ષિત અને વિશ્વસનીય બની શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બાળક અથવા નાજુક વૃદ્ધોને સંભાળતા રોબોટ માટે ઇ-સ્કીન ખાસ ફીટ કરી શકાય છે અને તેથી રોબોટ વધુ બળનો ઉપયોગ કરશે નહીં. ઈ-સ્કીનનો બીજો ઉપયોગ સંભવિતપણે જોખમી વાતાવરણ અથવા ઉચ્ચ જોખમવાળી નોકરીઓમાં હોઈ શકે છે. તે બુદ્ધિગમ્ય છે કે આ તકનીકનો ઉપયોગ વર્ચ્યુઅલ બટનો, નિયંત્રણો અથવા દરવાજાઓ સાથે થઈ શકે છે જે માનવ શારીરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વિના કોઈપણ કામગીરીને સક્ષમ કરશે, ઉદાહરણ તરીકે વિસ્ફોટકો ઉદ્યોગમાં અથવા અન્ય જોખમી કામકાજમાં, અને આ રીતે આ ઈ-સ્કીન શક્યતાઓને ઘટાડી શકે છે. કોઈપણ માનવ ઈજા.
ઈ-ત્વચામાં ડિસ્પ્લે ઉમેરી રહ્યા છીએ
ટોક્યો યુનિવર્સિટીના સંશોધકોની ટીમે તાજેતરમાં એક પ્રદર્શન ઉમેર્યું છે2(માઇક્રો-એલઇડી) થી અલ્ટ્રાથિન, બેન્ડ એઇડ-શૈલીના ઇ-સ્કિન પેચ્સ વાસ્તવિક સમયમાં આરોગ્યની દેખરેખના વિવિધ ચિહ્નોના પ્રદર્શનને સક્ષમ કરવા માટે (દા.ત. ડાયાબિટીસવાળા લોકોમાં ગ્લુકોઝનું સ્તર માપવા અથવા હૃદયના ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રામના મૂવિંગ વેવફોર્મ દર્દી). આ પેચોમાં સ્ટ્રેચેબલ વાયરિંગ હોય છે અને આમ પહેરનારની હિલચાલના આધારે 45 ટકા સુધી વાળીને અથવા ખેંચી શકાય છે. આને તાજેતરના સમયમાં સૌથી વધુ લવચીક અને ટકાઉ ડિઝાઇન તરીકે ગણવામાં આવે છે. માનવ ત્વચાના કોષોના સતત નિકાલનો અર્થ એ થઈ શકે છે કે પેચ થોડા દિવસો પછી પડી શકે છે પરંતુ આની આસપાસ કામ કરી શકાય છે.
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.
