ఉన్ని లాంటి పదార్థం గుర్తుపెట్టుకోగలదు మరియు ఆకారాన్ని మార్చగలదు

జుట్టు నిఠారుగా మార్చుకున్న ఎవరికైనా తెలుసు, నీరు శత్రువు.వేడితో చాలా శ్రమతో స్ట్రెయిట్ అయిన వెంట్రుకలు నీటిని తాకిన నిమిషానికి తిరిగి వంకరగా బౌన్స్ అవుతాయి.ఎందుకు?ఎందుకంటే జుట్టుకు షేప్ మెమరీ ఉంటుంది.దాని పదార్థ లక్షణాలు కొన్ని ఉద్దీపనలకు ప్రతిస్పందనగా ఆకారాన్ని మార్చడానికి మరియు ఇతరులకు ప్రతిస్పందనగా దాని అసలు ఆకృతికి తిరిగి రావడానికి అనుమతిస్తాయి.
ఇతర పదార్థాలు, ముఖ్యంగా వస్త్రాలు, ఈ రకమైన ఆకార జ్ఞాపకశక్తిని కలిగి ఉంటే?తేమకు గురైనప్పుడు తెరుచుకునే కూలింగ్ వెంట్‌లతో కూడిన టీ-షర్టును ఊహించండి మరియు పొడిగా ఉన్నప్పుడు మూసివేయబడుతుంది, లేదా ఒక వ్యక్తి యొక్క కొలతలకు సాగే లేదా కుదించే అన్ని దుస్తులు ఒకే పరిమాణంలో ఉంటాయి.
ఇప్పుడు, హార్వర్డ్ జాన్ A. పాల్సన్ స్కూల్ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్ అండ్ అప్లైడ్ సైన్సెస్ (SEAS) పరిశోధకులు బయో కాంపాజిబుల్ మెటీరియల్‌ను అభివృద్ధి చేశారు, అది ఏ ఆకారంలోనైనా 3D-ప్రింట్ చేయబడి, రివర్సిబుల్ షేప్ మెమరీతో ముందే ప్రోగ్రామ్ చేయబడుతుంది.వెంట్రుకలు, గోర్లు మరియు పెంకులలో ఉండే ఫైబరస్ ప్రొటీన్ అయిన కెరాటిన్‌ని ఉపయోగించి పదార్థం తయారు చేయబడింది.టెక్స్‌టైల్ తయారీలో ఉపయోగించే మిగిలిపోయిన అగోరా ఉన్ని నుండి కెరాటిన్‌ను పరిశోధకులు సేకరించారు.
గ్రహం మీద అతిపెద్ద కాలుష్య కారకాలలో ఒకటైన ఫ్యాషన్ పరిశ్రమలో వ్యర్థాలను తగ్గించే విస్తృత ప్రయత్నానికి పరిశోధన సహాయపడుతుంది.ఇప్పటికే, స్టెల్లా మెక్‌కార్తీ వంటి డిజైనర్లు ఉన్నితో సహా పదార్థాలను పరిశ్రమ ఎలా ఉపయోగిస్తుందో మళ్లీ ఊహించుకుంటున్నారు.
"ఈ ప్రాజెక్ట్‌తో, మేము ఉన్నిని రీసైకిల్ చేయడమే కాకుండా, మునుపెన్నడూ ఊహించని రీసైకిల్ ఉన్ని నుండి వస్తువులను నిర్మించగలమని మేము చూపించాము" అని SEAS మరియు సీనియర్‌లోని బయో ఇంజనీరింగ్ మరియు అప్లైడ్ ఫిజిక్స్ యొక్క Tarr ఫ్యామిలీ ప్రొఫెసర్ కిట్ పార్కర్ అన్నారు. కాగితం రచయిత."సహజ వనరుల సుస్థిరతకు సంబంధించిన చిక్కులు స్పష్టంగా ఉన్నాయి.రీసైకిల్ చేసిన కెరాటిన్ ప్రొటీన్‌తో, ఇప్పటి వరకు జంతువులను కత్తిరించడం ద్వారా మనం చేసిన దానికంటే ఎక్కువ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ చేయగలము మరియు అలా చేయడం వలన వస్త్ర మరియు ఫ్యాషన్ పరిశ్రమ యొక్క పర్యావరణ ప్రభావాన్ని తగ్గించవచ్చు.
పరిశోధన నేచర్ మెటీరియల్స్‌లో ప్రచురించబడింది.
కెరాటిన్ యొక్క ఆకారాన్ని మార్చే సామర్థ్యాలకు కీలకం దాని క్రమానుగత నిర్మాణం అని SEAS వద్ద పోస్ట్‌డాక్టోరల్ ఫెలో మరియు పేపర్ యొక్క మొదటి రచయిత లూకా సెరా అన్నారు.
కెరాటిన్ యొక్క ఒకే గొలుసు ఆల్ఫా-హెలిక్స్ అని పిలువబడే స్ప్రింగ్ లాంటి నిర్మాణంలో అమర్చబడి ఉంటుంది.ఈ రెండు గొలుసులు ఒకదానికొకటి మెలితిరిగి, కాయిల్డ్ కాయిల్ అని పిలువబడే ఒక నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.ఈ కాయిల్డ్ కాయిల్స్‌లో చాలా వరకు ప్రోటోఫిలమెంట్‌లుగా మరియు చివరికి పెద్ద ఫైబర్‌లుగా సమీకరించబడతాయి.
"ఆల్ఫా హెలిక్స్ యొక్క సంస్థ మరియు కనెక్టివ్ రసాయన బంధాలు పదార్థానికి బలం మరియు ఆకృతి జ్ఞాపకశక్తిని ఇస్తాయి" అని సెరా చెప్పారు.
ఒక ఫైబర్ విస్తరించబడినప్పుడు లేదా నిర్దిష్ట ఉద్దీపనకు గురైనప్పుడు, స్ప్రింగ్-వంటి నిర్మాణాలు విప్పుతాయి మరియు బంధాలు స్థిరమైన బీటా-షీట్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.ఫైబర్ దాని అసలు ఆకారంలోకి తిరిగి కాయిల్ చేయడానికి ప్రేరేపించబడే వరకు ఆ స్థానంలో ఉంటుంది.
ఈ ప్రక్రియను ప్రదర్శించేందుకు, పరిశోధకులు 3D-ప్రింట్ చేసిన కెరాటిన్ షీట్‌లను వివిధ ఆకృతులలో ఉంచారు.హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ మరియు మోనోసోడియం ఫాస్ఫేట్ యొక్క ద్రావణాన్ని ఉపయోగించి వారు పదార్థం యొక్క శాశ్వత ఆకృతిని - ప్రేరేపించినప్పుడు అది ఎల్లప్పుడూ తిరిగి వచ్చే ఆకృతిని ప్రోగ్రామ్ చేసారు.
మెమరీని సెట్ చేసిన తర్వాత, షీట్‌ని మళ్లీ ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు మరియు కొత్త ఆకారాల్లోకి మార్చవచ్చు.
ఉదాహరణకు, ఒక కెరాటిన్ షీట్ దాని శాశ్వత ఆకారంలో సంక్లిష్టమైన ఓరిగామి నక్షత్రం వలె మడవబడుతుంది.జ్ఞాపకశక్తిని సెట్ చేసిన తర్వాత, పరిశోధకులు నక్షత్రాన్ని నీటిలో ముంచారు, అక్కడ అది విప్పబడి సున్నితంగా మారింది.అక్కడ నుండి, వారు షీట్ను గట్టి గొట్టంలోకి చుట్టారు.ఆరిన తర్వాత, షీట్ పూర్తిగా స్థిరంగా మరియు ఫంక్షనల్ ట్యూబ్‌గా లాక్ చేయబడింది.ప్రక్రియను రివర్స్ చేయడానికి, వారు ట్యూబ్‌ను తిరిగి నీటిలో ఉంచారు, అక్కడ అది విప్పబడి ఓరిగామి నక్షత్రంలోకి మడవబడుతుంది.
"మెటీరియల్‌ని 3D ప్రింటింగ్ మరియు దాని శాశ్వత ఆకృతులను అమర్చడం యొక్క ఈ రెండు-దశల ప్రక్రియ మైక్రాన్ స్థాయి వరకు నిర్మాణాత్మక లక్షణాలతో నిజంగా సంక్లిష్టమైన ఆకృతులను రూపొందించడానికి అనుమతిస్తుంది" అని సెరా చెప్పారు."ఇది టెక్స్‌టైల్ నుండి టిష్యూ ఇంజనీరింగ్ వరకు విస్తారమైన అప్లికేషన్‌లకు తగిన మెటీరియల్‌ని చేస్తుంది."
"మీరు ప్రతిరోజూ కప్ పరిమాణం మరియు ఆకారాన్ని అనుకూలీకరించగలిగే బ్రాసియర్‌లను తయారు చేయడానికి ఇలాంటి ఫైబర్‌లను ఉపయోగిస్తున్నా, లేదా మీరు మెడికల్ థెరప్యూటిక్స్ కోసం యాక్చుయేటింగ్ టెక్స్‌టైల్‌లను తయారు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నా, లూకా యొక్క పని యొక్క అవకాశాలు విస్తృతమైనవి మరియు ఉత్తేజకరమైనవి" అని పార్కర్ చెప్పారు."మేము జీవ అణువులను ఇంజనీరింగ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లుగా ఉపయోగించడం ద్వారా వస్త్రాలను మునుపెన్నడూ ఉపయోగించని విధంగా పునర్నిర్మించడం కొనసాగిస్తున్నాము."