ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೃತಕ ಮರವನ್ನು ಕೃತಕ ರಾಳಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರವನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವಾಗ ಬಹುಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಬಳಕೆಗಾಗಿ ಸುಧಾರಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ.
ಮರವು ಒಂದು ಸಾವಯವ fibrous tissue found in trees, bushes and shrubs. Wood can be called as the most useful and maybe the most versatile material on ಗ್ರಹದ Earth. It has been used for thousands of years for multiple purposes and is highly remarked for its low density and high strength. The unique anisotropic cellular structure (i.e. different properties in different directions) of wood grants it amazing mechanical properties as well making it strong, stiff but still light and flexible. Wood has high compressive strength and low tensile strength. Wood is environment and cost friendly, super strong, durable and long-lasting and can be used for building just anything from making paper to building houses.
ಪ್ರಕೃತಿಯು ಈಗಾಗಲೇ ಮರದಂತಹ ಅದ್ಭುತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನಮಗೆ ಒದಗಿಸಿದೆ. ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ನಮಗೆ ಯಾವಾಗಲೂ ಪ್ರಕೃತಿಯ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ಸ್ಫೂರ್ತಿ ಇರುತ್ತದೆ, ಇದು ಈಗಾಗಲೇ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಅದ್ಭುತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು 'ಅನುಕರಿಸುತ್ತದೆ'. ಮರದ ವಿಶಿಷ್ಟತೆಯು ಅದರ ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ರಚನೆಯಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಬರುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ಮರದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಕಲಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನದಲ್ಲಿ ಈ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಅತೃಪ್ತಿಕರ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿವೆ ಏಕೆಂದರೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ವಸ್ತುಗಳು ಒಂದು ಅಥವಾ ಇನ್ನೊಂದು ನ್ಯೂನತೆಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿವೆ. ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳಿಗೆ ನಿರ್ಮಿಸಲು ಇದು ಇನ್ನೂ ಸಾಕಷ್ಟು ಸವಾಲಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ ಕೃತಕ ಮರದಂತಹ ವಸ್ತುಗಳು. ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಸ್ತುತವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರವನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ದಶಕಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರವನ್ನು ಹೋಲುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಮಯ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯು ಬಲವಾದ ಮಾನದಂಡವಾಗಿದೆ.
ಜೈವಿಕ ಪ್ರೇರಿತ ಮರ
ಚೀನಾದ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಜೈವಿಕ ಪ್ರೇರಿತ ಕೃತಕ ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಹೊಸ ತಂತ್ರವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಮರದ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ. ಈ ಕೃತಕ ವಸ್ತುವು ಮರದಂತಹ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಮೈಕ್ರೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮೈಕ್ರೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾದ ಹಗುರತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯಂತಹ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹೊಸ ವಸ್ತುವು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಸಂಶೋಧಿಸಲಾದ ಯಾವುದೇ ಇಂಜಿನಿಯರ್ಡ್ ಮರಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರದಷ್ಟು ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಮರವು ಲಿಗ್ನಿನ್ ಎಂಬ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಮರವನ್ನು ಬಲಪಡಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ರಚಿಸಲು ಲಿಗ್ನಿನ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಸಣ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಜಾಲರಿಯಂತಹ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ರೆಸೊಲ್ ಎಂಬ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಿಗ್ನಿನ್ ಅನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಯೋಚಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ರೆಸೊಲ್‌ಗಳನ್ನು (ಫೀನಾಲಿಕ್ ರಾಳ ಮತ್ತು ಮೆಲಮೈನ್ ರಾಳ) ಆಗಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿದರು ಕೃತಕ ಮರ ವಸ್ತುವಿನಂತೆ. ಮೊದಲು ಪಾಲಿಮರ್ ರೆಸೊಲ್‌ನ ಸ್ವಯಂ-ಜೋಡಣೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮತ್ತು ನಂತರ ಮೊಕ್ಯುರಿಂಗ್‌ಗೆ ಒಳಗಾಗುವ ಮೂಲಕ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಯಿತು. ಸ್ವಯಂ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ದ್ರವ ಥರ್ಮೋಸ್ಟಾಟ್ ರೆಸಿನ್‌ಗಳನ್ನು ಏಕಮುಖವಾಗಿ ಫ್ರೀಜ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ 200 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (ಕ್ರಾಸ್-ಲಿಂಕ್ಡ್ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಮರೀಕರಿಸಿದ) ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪಾದಿಸಿದ ಇಂಜಿನಿಯರ್ಡ್ ಮರವು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರವನ್ನು ಹೋಲುವ ಕೋಶದಂತಹ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಥರ್ಮೋಕ್ಯೂರಿಂಗ್ - ರೆಸೊಲ್‌ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ-ಪ್ರೇರಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು (ಇಲ್ಲಿ, ಪಾಲಿಮರೀಕರಣ) ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ - ಕೃತಕ ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ವುಡ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಅಂತಹ ವಸ್ತುವಿನ ರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಗೋಡೆಯ ದಪ್ಪವನ್ನು ಹಸ್ತಚಾಲಿತವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ, ರೆಸೊಲ್ ತಯಾರಿಸುವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಸಹ ಮರದ ಪ್ರಕಾರದ ಅವಶ್ಯಕತೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ರೆಸೊಲ್ ಅನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಅಥವಾ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಈ ಇಂಜಿನಿಯರ್ಡ್ ಮರವನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಿದಾಗ, ಅದರ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಪ್ರತಿರೂಪದಂತೆಯೇ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ನ್ಯಾನೊಫೈಬರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ನಂತಹ ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳ ಮಿಶ್ರಗೊಬ್ಬರವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಕೃತಕ ಮರಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದ ವಿಧಾನವನ್ನು ಹಸಿರು ವಿಧಾನ ಎಂದೂ ಕರೆಯಬಹುದು.
ಕುತೂಹಲಕಾರಿಯಾಗಿ, ಇಂಜಿನಿಯರ್ ಮಾಡಿದ ಕೃತಕ ಮರವು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ನೀರು ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಉತ್ತಮವಾದ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಅದರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಕುಸಿತವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ಕೃತಕ ಮರವು ಹವಾಮಾನ ವೈಪರೀತ್ಯಗಳನ್ನು ವಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧನ ಮತ್ತು ಬೆಂಕಿಗೆ ಸುಧಾರಿತ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರದಂತೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ರೆಸೊಲ್ ಅಗ್ನಿಶಾಮಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣದಂತಹ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರವನ್ನು ಬಳಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಿದಾಗ ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುವ ವಸತಿ ಕಟ್ಟಡಗಳಿಗೆ ವರದಾನವಾಗಿದೆ. ವಸ್ತುವು ಕಠಿಣ ಮತ್ತು ಕಠಿಣ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಾಕಷ್ಟು ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಏರೋಜೆಲ್‌ಗಳಂತಹ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಇದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್-ಮರದ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಇಂಜಿನಿಯರ್ ಮಾಡಿದ ಮರವು ಸಾಕಷ್ಟು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು ಅದು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದ ಕಾದಂಬರಿ ತಂತ್ರ ಸೈನ್ಸ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸಸ್ ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರ್ ಮಾಡಲು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಅದು ಅವರ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕೌಂಟರ್ಪಾರ್ಟ್ಸ್ಗಿಂತ ಕೆಲವು ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಕಾದಂಬರಿ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು.
***
{ಉದಾಹರಿಸಿದ ಮೂಲ(ಗಳ) ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ನೀಡಲಾದ DOI ಲಿಂಕ್ ಅನ್ನು ಕ್ಲಿಕ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನೀವು ಮೂಲ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಓದಬಹುದು}
ಮೂಲಗಳು)
ಝಿ-ಲಾಂಗ್ ವೈ ಮತ್ತು ಅಲ್. 2018 ಬಯೋಇನ್‌ಸ್ಪೈರ್ಡ್ ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ವುಡ್ಸ್. ಸೈನ್ಸ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸಸ್. 4(8)
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat7223
***
