اون جیسا مواد یاد رکھ سکتا ہے اور شکل بدل سکتا ہے۔

جیسا کہ کسی نے بھی اپنے بالوں کو سیدھا کیا ہے وہ جانتا ہے کہ پانی دشمن ہے۔گرمی سے بڑی محنت سے سیدھے کیے گئے بال جب پانی کو چھوتے ہیں تو واپس کرلز میں اچھل پڑیں گے۔کیوں؟کیونکہ بالوں کی شکل یادداشت ہوتی ہے۔اس کی مادی خصوصیات اسے بعض محرکات کے جواب میں شکل بدلنے اور دوسروں کے جواب میں اپنی اصل شکل میں واپس آنے کی اجازت دیتی ہیں۔
کیا ہوگا اگر دیگر مواد، خاص طور پر ٹیکسٹائل، اس قسم کی شکل کی یادداشت رکھتے ہوں؟کولنگ وینٹ والی ٹی شرٹ کا تصور کریں جو نمی کے سامنے آنے پر کھلتی ہے اور خشک ہونے پر بند ہوتی ہے، یا ایک سائز کے فٹ ہونے والے تمام لباس جو کسی شخص کی پیمائش پر پھیلے یا سکڑ جاتے ہیں۔
اب، ہارورڈ جان اے پالسن سکول آف انجینئرنگ اینڈ اپلائیڈ سائنسز (SEAS) کے محققین نے ایک ایسا بایو کمپیٹیبل مواد تیار کیا ہے جسے کسی بھی شکل میں 3D پرنٹ کیا جا سکتا ہے اور الٹ جانے والی شکل کی میموری کے ساتھ پہلے سے پروگرام کیا جا سکتا ہے۔مواد کیراٹین کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے، ایک ریشہ دار پروٹین جو بالوں، ناخنوں اور خولوں میں پایا جاتا ہے۔محققین نے ٹیکسٹائل مینوفیکچرنگ میں استعمال ہونے والے بچا ہوا اگورا اون سے کیراٹین نکالا۔
اس تحقیق سے فیشن انڈسٹری میں فضلے کو کم کرنے کی وسیع تر کوششوں میں مدد مل سکتی ہے، جو کرہ ارض پر سب سے بڑے آلودگیوں میں سے ایک ہے۔پہلے ہی، سٹیلا میکارتھی جیسے ڈیزائنرز دوبارہ تصور کر رہے ہیں کہ صنعت کس طرح اون سمیت مواد استعمال کرتی ہے۔
"اس پروجیکٹ کے ساتھ، ہم نے دکھایا ہے کہ نہ صرف ہم اون کو ری سائیکل کر سکتے ہیں بلکہ ہم ری سائیکل شدہ اون سے ایسی چیزیں بنا سکتے ہیں جن کا پہلے کبھی تصور بھی نہیں کیا گیا تھا،" کٹ پارکر، SEAS میں بائیو انجینئرنگ اور اپلائیڈ فزکس کے ٹار فیملی پروفیسر اور سینئر نے کہا۔ کاغذ کے مصنف."قدرتی وسائل کی پائیداری کے مضمرات واضح ہیں۔ری سائیکل شدہ کیراٹین پروٹین کے ساتھ، ہم آج تک جانوروں کے بال مونڈنے سے اتنا ہی، یا اس سے زیادہ کر سکتے ہیں اور ایسا کرنے سے، ٹیکسٹائل اور فیشن انڈسٹری کے ماحولیاتی اثرات کو کم کیا جا سکتا ہے۔"
یہ تحقیق نیچر میٹریلز میں شائع ہوئی ہے۔
SEAS میں پوسٹ ڈاکیٹرل فیلو اور مقالے کے پہلے مصنف لوکا سیرا نے کہا کہ کیریٹن کی شکل بدلنے کی صلاحیتوں کی کلید اس کی درجہ بندی کی ساخت ہے۔
کیراٹین کی ایک واحد زنجیر کو بہار کی طرح کی ساخت میں ترتیب دیا جاتا ہے جسے الفا ہیلکس کہا جاتا ہے۔ان میں سے دو زنجیریں ایک ساتھ مڑ کر ایک ڈھانچہ بناتی ہیں جسے کوائلڈ کوائل کہا جاتا ہے۔ان میں سے بہت سے کوائلڈ کنڈلیوں کو پروٹوفیلمینٹس اور آخر کار بڑے ریشوں میں جمع کیا جاتا ہے۔
سیرا نے کہا، "الفا ہیلکس اور کنیکٹیو کیمیکل بانڈز کی تنظیم مواد کو طاقت اور شکل دونوں یادداشت فراہم کرتی ہے۔"
جب کسی ریشے کو کھینچا جاتا ہے یا کسی خاص محرک کے سامنے لایا جاتا ہے تو، بہار کی طرح کے ڈھانچے کھل جاتے ہیں، اور بانڈز مستحکم بیٹا شیٹس بنانے کے لیے دوبارہ مل جاتے ہیں۔ریشہ اسی حالت میں رہتا ہے جب تک کہ اسے اپنی اصل شکل میں واپس کنڈلی کرنے کے لیے متحرک نہ کیا جائے۔
اس عمل کو ظاہر کرنے کے لیے، محققین نے 3D پرنٹ شدہ کیراٹین شیٹس کو مختلف شکلوں میں بنایا۔انہوں نے ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ اور مونوسوڈیم فاسفیٹ کے محلول کا استعمال کرتے ہوئے مواد کی مستقل شکل — جس شکل میں یہ ہمیشہ متحرک ہونے پر واپس آجائے گا کا پروگرام بنایا۔
میموری سیٹ ہونے کے بعد، شیٹ کو دوبارہ پروگرام کیا جا سکتا ہے اور نئی شکلوں میں ڈھالا جا سکتا ہے۔
مثال کے طور پر، ایک کیراٹین شیٹ کو اس کی مستقل شکل کے طور پر ایک پیچیدہ اوریگامی ستارے میں جوڑ دیا گیا تھا۔ایک بار میموری سیٹ ہونے کے بعد، محققین نے ستارے کو پانی میں ڈبو دیا، جہاں یہ کھلا اور خراب ہو گیا۔وہاں سے، انہوں نے چادر کو ایک تنگ ٹیوب میں گھمایا۔خشک ہونے کے بعد، شیٹ کو مکمل طور پر مستحکم اور فعال ٹیوب کے طور پر بند کر دیا گیا تھا۔اس عمل کو ریورس کرنے کے لیے، انہوں نے ٹیوب کو دوبارہ پانی میں ڈال دیا، جہاں اسے کھول کر اوریگامی ستارے میں جوڑ دیا گیا۔
سیرا نے کہا، "مادی کو 3D پرنٹ کرنے اور پھر اس کی مستقل شکلیں ترتیب دینے کا یہ دو قدمی عمل مائیکرون کی سطح تک ساختی خصوصیات کے ساتھ واقعی پیچیدہ شکلوں کو بنانے کی اجازت دیتا ہے۔""یہ مواد کو ٹیکسٹائل سے لے کر ٹشو انجینئرنگ تک وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتا ہے۔"
پارکر نے کہا، "چاہے آپ اس طرح کے ریشوں کو بریزیئرز بنانے کے لیے استعمال کر رہے ہوں جن کے کپ کے سائز اور شکل کو ہر روز اپنی مرضی کے مطابق بنایا جا سکتا ہو، یا آپ طبی علاج کے لیے ایکٹیوٹنگ ٹیکسٹائل بنانے کی کوشش کر رہے ہوں، لوکا کے کام کے امکانات وسیع اور دلچسپ ہیں،" پارکر نے کہا۔"ہم بائیولوجیکل مالیکیولز کو انجینئرنگ سبسٹریٹس کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ٹیکسٹائل کا دوبارہ تصور کرنا جاری رکھے ہوئے ہیں جیسا کہ وہ پہلے کبھی استعمال نہیں ہوئے تھے۔"