स्क्विशी, धातु-मुक्त मैग्नेट से रोबोटों को शक्ति मिलेगी और चिकित्सा प्रत्यारोपण को मार्गदर्शन मिलेगा (वीडियो सहित)

स्क्विशी, धातु-मुक्त मैग्नेट से रोबोटों को शक्ति मिलेगी और चिकित्सा प्रत्यारोपण को मार्गदर्शन मिलेगा (वीडियो सहित)

समय टिकट: 16 जनवरी, 2024 शाम 1:39 बजे
स्रोत नोड: 3064197
जनवरी 16, 2024 (नानावरक न्यूज़) "सॉफ्ट रोबोट," चिकित्सा उपकरण और प्रत्यारोपण, और अगली पीढ़ी की दवा वितरण विधियों को जल्द ही चुंबकत्व के साथ निर्देशित किया जा सकता है - मिशिगन विश्वविद्यालय और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इंटेलिजेंट सिस्टम्स के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित धातु मुक्त चुंबकीय जेल के लिए धन्यवाद। स्टटगार्ट, जर्मनी। यह पहली सामग्री है जिसमें कार्बन-आधारित, चुंबकीय अणुओं को रासायनिक रूप से जेल के आणविक नेटवर्क से जोड़ा जाता है, जिससे नरम रोबोटिक्स के लिए एक लचीला, लंबे समय तक रहने वाला चुंबक बनता है। सामग्री का वर्णन करने वाला अध्ययन आज जर्नल में प्रकाशित हुआ था बात ("ऑर्गेनिक सॉफ्ट मैग्नेट के लिए मैक्रोमोलेक्यूलर रेडिकल नेटवर्क"). लचीली सामग्रियों से रोबोट बनाने से उन्हें इसकी अनुमति मिलती है अनूठे तरीकों से छेड़छाड़, नाजुक वस्तुओं को संभालें और उन स्थानों का अन्वेषण करें जो अन्य रोबोट नहीं कर सकते। अधिक कठोर रोबोटों को कुचल दिया जाएगा गहरे समुद्र का दबाव या संवेदनशील ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकता है मानव शरीर में, उदाहरण के लिए। रोबोटिक्स इंस्टीट्यूट से संबद्ध सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर अब्दोन पेना-फ्रांस्च ने कहा, "यदि आप रोबोट को नरम बनाते हैं, तो आपको उन्हें शक्ति देने और उन्हें स्थानांतरित करने के लिए नए तरीकों के साथ आने की जरूरत है ताकि वे काम कर सकें।" मिशिगन विश्वविद्यालय और अध्ययन के संबंधित लेखक। दस्ताने पहने हाथ में मुलायम जेल कैप्सूल है पेना-फ्रांसेच ने नरम जेल कैप्सूल को उसके चुंबकीय गुण दिए जाने के बाद रखा है। एक बार जब सामग्री में टेम्पो अणु सक्रिय हो जाते हैं, तो सामग्री नारंगी हो जाती है। (छवि: ब्रेंडा अहर्न, मिशिगन इंजीनियरिंग) आज के प्रोटोटाइप आम तौर पर हाइड्रोलिक्स या मैकेनिकल तारों के साथ चलते हैं, जिसके लिए रोबोट को पावर स्रोत या नियंत्रक से बांधने की आवश्यकता होती है, साथ ही यह भी सीमित होता है कि वे कहां जा सकते हैं। चुंबक इन रोबोटों को मुक्त कर सकते हैं, जिससे उन्हें चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्थानांतरित किया जा सकता है। हालाँकि, पारंपरिक, धात्विक चुम्बक अपनी जटिलताएँ पेश करते हैं। वे नरम रोबोटों के लचीलेपन को कम कर सकते हैं और कुछ चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए बहुत जहरीले हो सकते हैं। नया जेल चिकित्सा कार्यों के लिए एक गैर विषैले विकल्प हो सकता है, और चुंबक की रासायनिक संरचना में और संशोधन से इसे पर्यावरण और मानव शरीर में ख़राब होने में मदद मिल सकती है। ऐसे बायोडिग्रेडेबल मैग्नेट का उपयोग कैप्सूल में किया जा सकता है जो दवा छोड़ने के लिए शरीर के लक्षित स्थानों पर निर्देशित होते हैं। पेना-फ्रांसेच ने कहा, "यदि ये सामग्रियां आपके शरीर में सुरक्षित रूप से नष्ट हो सकती हैं, तो आपको बाद में उन्हें किसी अन्य सर्जरी से पुनः प्राप्त करने की आवश्यकता नहीं होगी।" "यह अभी भी काफी खोजपूर्ण है, लेकिन ये सामग्रियां किसी दिन नए, सस्ते चिकित्सा ऑपरेशन को सक्षम कर सकती हैं।"

[एम्बेडेड सामग्री]

टीम के जेल में पूरी तरह से कार्बन-आधारित अणु होते हैं। मुख्य घटक TEMPO है, एक "मुक्त" इलेक्ट्रॉन वाला अणु जो परमाणु बंधन के अंदर किसी अन्य इलेक्ट्रॉन के साथ जोड़ा नहीं जाता है। जेल में प्रत्येक अयुग्मित TEMPO इलेक्ट्रॉन का स्पिन एक चुंबकीय क्षेत्र के तहत संरेखित होता है, जो जेल को अन्य चुंबकीय सामग्रियों की ओर आकर्षित करता है। जेल में अतिरिक्त "क्रॉस-लिंकिंग अणु" एक फ्रेम की तरह काम करते हैं जो TEMPO इलेक्ट्रॉनों के चारों ओर एक सुरक्षात्मक पिंजरे का निर्माण करते हुए TEMPO अणुओं को एक ठोस नेटवर्क संरचना से जोड़ता है। वह पिंजरा अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों को बंधन बनाने से रोकता है, जो जेल के चुंबकीय गुणों को हटा देगा। सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट छात्र और अध्ययन के सह-लेखक ज़ेन झांग ने कहा, "पहले के अध्ययनों ने इन छोटे, चुंबकीय अणुओं को एक जेल में भिगो दिया था, लेकिन वे जेल से बाहर निकल सकते थे।" "चुंबकीय अणुओं को क्रॉस-लिंक्ड जेल नेटवर्क में एकीकृत करके, उन्हें अंदर स्थिर कर दिया जाता है।" सामग्री के अंदर TEMPO अणुओं को लॉक करने से यह सुनिश्चित होता है कि जेल संभावित रूप से हानिकारक TEMPO अणुओं को शरीर में लीक नहीं करता है और सामग्री को एक वर्ष से अधिक समय तक अपने चुंबकीय गुणों को बनाए रखने की अनुमति देता है। धात्विक चुम्बकों की तुलना में कमजोर होते हुए भी, TEMPO चुम्बक इतने मजबूत होते हैं कि उन्हें दूसरे चुम्बक से खींचा और मोड़ा जा सकता है। उनके कमजोर चुंबकत्व के कुछ फायदे भी हैं - TEMPO चुंबकों को MRI द्वारा फोटो खींचा जा सकता है, मजबूत चुंबकों के विपरीत जो MRI छवियों को बेकार की हद तक विकृत कर सकते हैं। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इंटेलिजेंट सिस्टम्स में फिजिकल इंटेलिजेंस विभाग के पूर्व निदेशक मेटिन सिट्टी ने कहा, "हमारे मैग्नेट का उपयोग करने वाले चिकित्सा उपकरणों का उपयोग लक्षित स्थानों पर दवाओं को पहुंचाने और एमआरआई इमेजिंग के तहत जीआई पथ में ऊतक आसंजन और यांत्रिकी को मापने के लिए किया जा सकता है।" अध्ययन के संबंधित लेखक।

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