फैब्रिक डिज़ाइनर नैनोफाइबर ओबेडिएंट टेक्नोलॉजी बनाता है

जैसा कि हम सभी जानते हैं कि कपड़े के एक टुकड़े का उत्पादन करने के लिए, कपड़े डिजाइनर की तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार यार्न का गठन किया जाना चाहिए और कुछ नियमों के अनुसार संयुक्त होना चाहिए। नैनोफिबर्स, जो व्यास में केवल एक-मिलीमीटर का पांचवां हिस्सा हैं, यार्न की तरह "आज्ञाकारी" हो सकते हैं, कपड़ों में बुना जाता है?

इन अल्ट्रा-ललित नैनोफिबर्स को कैसे बुनें जैसे कि लूम पर यार्न इस पैटर्न में है कि लोगों को उम्मीद थी कि एक समस्या है जिसने वैज्ञानिकों को इलेक्ट्रोसपिनिंग के क्षेत्र में ग्रस्त कर दिया है।

हाल ही में, रिपोर्टर को चीनी विज्ञान अकादमी के शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ सेरामिक्स से खबर मिली। वे वैज्ञानिकों की इच्छा के अनुसार नग्न आंखों को "आज्ञाकारी" और "बुनाई" टवील करने के लिए अदृश्य बनाने के लिए उन्नत इलेक्ट्रोसपिनिंग तकनीक का उपयोग करने में सक्षम हैं। , रिंगों और यहां तक कि चीनी समुद्री मील, स्कॉटिश पट्टिका और अन्य पैटर्न, और वैज्ञानिकों ने विभिन्न प्रकार की सामग्रियों की कोशिश की है, नियमित पैटर्न के साथ नैनोकल "बुना" कर सकते हैं।

लिआंग फेंग के स्वागत कक्ष के इस अंक में, हमने इस प्रौद्योगिकी के अनुसंधान और विकास कर्मियों, चीनी विज्ञान अकादमी के चीनी मिट्टी के चीनी मिट्टी के संस्थान के एक शोधकर्ता, चांगजियांग को आमंत्रित किया, ताकि उन्हें इस शोध और विकास और अनुप्रयोग क्षेत्रों से परिचित कराया जा सके। प्रौद्योगिकी।

मॉडरेटर: कृपया हमें इलेक्ट्रोसपनिंग तकनीक के बारे में बताएं?

चांग जियांग: विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत पॉलिमर समाधान (या पिघल) का छिड़काव करके नैनो-स्केल अल्ट्राफाइन फाइबर तैयार करने के लिए इलेक्ट्रोसपिनिंग तकनीक एक नई प्रसंस्करण विधि है। एक साधारण इलेक्ट्रोसपिनिंग तैयारी उपकरण मुख्य रूप से तीन भागों से बना होता है: एक उच्च वोल्टेज बिजली स्रोत, एक प्रवाहकीय स्पिनरनेट और एक कलेक्टर के साथ एक तरल भंडारण उपकरण। जब उपकरण काम कर रहा होता है, तो एक उच्च दबाव स्पिनरनेट पर लगाया जाता है, जो उच्च दबाव नोजल और कम दबाव कलेक्टर के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। जब वोल्टेज एक निश्चित सीमा तक बढ़ जाता है, तो समाधान इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण की कार्रवाई के तहत सतह के तनाव को खत्म कर देता है। और विस्कोलेस्टिक बल, स्पिनरनेट से बेदखल और एक जेट बनाता है, जेट धीरे-धीरे रिसीवर को संचालन के दौरान परिष्कृत करता है, जबकि विलायक वाष्पित होता है, अंततः कलेक्टर पर एक इलेक्ट्रोसपुन फाइबर का निर्माण करता है।

ये फिलामेंट आमतौर पर केवल 50 से 500 नैनोमीटर व्यास के होते हैं। यदि 50 नैनोमीटर पर गणना की जाए, तो उनकी मोटाई बालों के व्यास का केवल एक-पांच हजारवां है।

मॉडरेटर: पिछले इलेक्ट्रोसपिनिंग तकनीक की तुलना में, नैनोफिबर्स को "आज्ञाकारी" बनाने की कुंजी क्या है?

चांग जियांग: हमारी तकनीक को अधिक सटीक रूप से "नियंत्रणीय इलेक्ट्रोसपिनिंग प्रौद्योगिकी" कहा जाता है क्योंकि हमने पाया है कि तंतुओं के जमाव और व्यवस्था को मुख्य रूप से दो प्रकार की शक्तियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिनमें से एक स्पिनरनेट में मौजूद है। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र द्वारा रिसीवर और इलेक्ट्रोसपिनिंग फाइबर के बीच उत्पन्न विद्युत क्षेत्र बल। जब इलेक्ट्रोसपुन फाइबर विद्युत बल के तहत रिसीवर की ओर संचालित होता है और कलेक्टर के करीब होता है, तो फाइबर की सतह पर इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज कलेक्टर सतह के विपरीत ध्रुवता को प्रेरित करता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज और विपरीत चार्ज एक-दूसरे को कूलम्ब आकर्षण पैदा करने के लिए आकर्षित करते हैं, जो एक अन्य महत्वपूर्ण बल है जिसका हमने उल्लेख किया है जो फाइबर जमाव और संरेखण को प्रभावित करता है। इसलिए, इलेक्ट्रोसपुन फाइबर को "आज्ञाकारी" जमा करने और व्यवस्थित करने के लिए, इन महत्वपूर्ण कारकों को नियंत्रित करना आवश्यक है।

इस सिद्धांत का उपयोग करते हुए, हमने फाइबर जमाव और संरेखण को प्रभावित करने वाली ताकतों को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न संरचनाओं के साथ संग्रह टेम्पलेट्स का डिज़ाइन और उपयोग किया, और जटिल नियंत्रणीय पैटर्निंग और ब्रेडिंग संरचनाओं के साथ इलेक्ट्रोसपुन फाइबर मचान तैयार किए। यह पिछले फाइबर ओरिएंटेशन कंट्रोल टेक्नोलॉजी की तुलना में एक बड़ा कदम है। जैसा कि पैटर्न और बुने हुए ढांचे की संगतता को और बढ़ाया जाता है, नैनोफाइबर "आज्ञाकारी" बन जाता है, जो इलेक्ट्रोसपिनिंग तकनीक के लिए एक व्यापक आवेदन संभावना भी लाता है।

मॉडरेटर: वर्तमान में, यह नैनोफ़ाइबर किस तरह की सामग्री से लिया गया है?

चांगजियांग: हमने अब कई प्रकार की सामग्रियों का उपयोग करने की कोशिश की है, जैसे कि पॉलीएलैक्टिक एसिड, पॉलीकैप्रोलैक्टोन, पॉलीविनाइलप्राइरोलाइडोन, आदि को नियंत्रणीय पैटर्निंग और बुनाई संरचना के साथ इलेक्ट्रोसपुन फाइबर सामग्री में बनाया जा सकता है।

मॉडरेटर: आप किन क्षेत्रों में अपनी सबसे बड़ी भूमिका निभा सकते हैं?

चांग जियांग: विस्तार से, आवेदन क्षेत्र बहुत व्यापक है। फिलहाल, इलेक्ट्रोसपुन नैनोफिबर्स में पुनर्योजी चिकित्सा और ऊतक इंजीनियरिंग के क्षेत्र में महान आवेदन संभावनाएं हैं। उदाहरण के लिए, बहुलक सामग्री से बने इलेक्ट्रोसपुन फाइबर जो ऊतकों के साथ अच्छी तरह से मेल खाते हैं, का उपयोग कृत्रिम ऊतकों में कृत्रिम रक्त वाहिकाओं, कृत्रिम त्वचा और कृत्रिम हड्डी सामग्री के रूप में किया जा सकता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोसपुन नैनोफिबर्स में इलेक्ट्रॉनिक्स, कैटालिसिस, एयरोस्पेस, परिधान और यहां तक कि अन्य उद्योगों में संभावित बाजार हैं।

मॉडरेटर: इसे चिकित्सा क्षेत्र में कैसे लागू किया जाता है?

चांग जियांग: क्योंकि इलेक्ट्रोसपुन नैनोफ़िबर्स प्राकृतिक बाह्य मैट्रिक्स की संरचना में बहुत समान हैं, उनके पास अच्छी ताकना संरचना है, कुछ निश्चित शक्ति और स्थायित्व है, और प्रक्रिया और निर्माण के लिए आसान है। इसलिए, यह मानव अंग ऊतक की मरम्मत और उत्थान के लिए आदर्श है। स्टेंट सामग्री में से एक। यह ऊतक इंजीनियरिंग जैसे उपास्थि, हड्डी, रक्त वाहिका, हृदय और तंत्रिका के क्षेत्र में आवेदन मूल्य की एक विस्तृत श्रृंखला है।

सामान्य तौर पर, जब रोगियों को अंग और ऊतक क्षति होती है, तो हम आमतौर पर घावों और दोषों को ठीक करने या बदलने के लिए ऑटोलॉगस या एलोजेनिक विधियों का उपयोग करते हैं, लेकिन इस पद्धति में अक्सर अपर्याप्त दाता या अस्वीकृति का नुकसान होता है। निकट भविष्य में, हम मानव ऊतक क्षति की मरम्मत के लिए ऊतक इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी के साथ इलेक्ट्रोसपिनिंग तकनीक को जोड़ सकते हैं।

विशेष रूप से, सेल मचान को पहले ऊतक या अंग के आकार के अनुसार इलेक्ट्रोस्पून होता है जिसे रोगी द्वारा प्रतिस्थापित या मरम्मत किया जाता है, और फिर संबंधित बीज कोशिकाओं को रोगी से निकाला जाता है और संस्कृति के लिए पहले से तैयार सेल पाड़ पर रखा जाता है। बायोडिग्रेडेबल बायोमैटिरियल्स से बने इलेक्ट्रोस्पाइनिंग मचान अपने विकास के दौरान न केवल नए त्वचा अंगों या ऊतकों को आकार देते हैं, बल्कि कोशिकाओं की जैविक गतिविधियों के लिए उपयुक्त स्थान प्रदान करते हैं और कुछ उत्तेजक प्रभाव उत्पन्न करते हैं। यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऊपर प्रस्तुत "नियंत्रणीय" तकनीक का उपयोग करके, हम एक निश्चित जटिल और नियंत्रणीय पैटर्निंग संरचना के साथ एक इलेक्ट्रोसपुन फाइबर सामग्री तैयार करने के लिए एक संग्रह टेम्पलेट को डिज़ाइन कर सकते हैं, और सूक्ष्मजीवियों को नियंत्रित करके बेहतर उत्पादन करने के लिए सेल को उत्तेजित कर सकते हैं। स्टेंट। जैविक प्रतिक्रिया। कोशिकाओं के प्रसार और विभेदन के साथ, ऊतक और अंग धीरे-धीरे बनते हैं जब तक कि दोष पूरी तरह से ठीक नहीं हो जाते हैं, और मचान सामग्री धीरे-धीरे अपमानित होती है। नतीजतन, रोगी का पुनर्जन्म हुआ और इलेक्ट्रोस्पिनिंग पाड़, जो एक विकास सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है, ने अपने मिशन को पूरा किया।