वैज्ञानिकों ने जाम हो चुके सिस्टम को कुछ समय के लिए बहाव की स्थिति में लाने का एक तरीका खोजा है। इसके लिए उन्हें टेंपरेचर शॉक (तापमान में अचानक बदलाव) दिया जाता है, जिससे उनमें मौजूद मेमोरी इम्प्रिंट्स (याददाश्त के निशान) मिट जाते हैं। दवा पहुंचाने (ड्रग डिलीवरी) जैसे क्षेत्रों में इस अध्ययन के दूरगामी परिणाम हो सकते हैं।

कांच (ग्लास) जैसे पदार्थों में ठोस चीज़ों जैसी यांत्रिक विशेषताएं होती हैं, जबकि उनकी संरचना तरल पदार्थों जैसी होती है। उनमें मेमोरी इम्प्रिंट्स भी बने रहते हैं। वैज्ञानिक इन मेमोरी इम्प्रिंट्स को मिटाने और कांच को तरल रूप में बदलने के तरीके खोजने की कोशिश कर रहे हैं ताकि इसकी संरचना को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सके।

विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के स्वायत्त संस्थान- रमन रिसर्च इंस्टिट्यूट (आरआरआई) के शोधकर्ताओं ने कांच की याददाश्त मिटाने के लिए उसे कुछ समय के लिए तरल अवस्था में लाने के तरीकों का पता लगाया है।

इस प्रयोग के लिए, आरआरआई में शोधार्थी और पेपर की पहली लेखक सोनाली कवाले ने नरम कणों को इतनी कसकर भरा कि वे सख्त चीज़ों (जैसे कि कांच) की तरह व्यवहार करने लगे। कांच के अंदर भी कण अव्यवस्थित (बिना किसी क्रम के) होते हैं।

कवाले ने जिन नरम कणों का इस्तेमाल किया, वे माइक्रोजेल से बने थे। माइक्रोजेल एक ऐसा पदार्थ है जो अपने वज़न से 300-500 गुना ज़्यादा पानी सोख सकता है और इसका इस्तेमाल डायपर और सैनिटरी नैपकिन में किया जाता है। जर्नल ऑफ़ कोलाइड एंड इंटरफ़ेस साइंस में छपी इस शोध की सह-लेखिका रंजिनी बंद्योपाध्याय ने कहा, “किसी पदार्थ को दबाकर रखना कभी भी अच्छी बात नहीं है। आदर्श स्थिति में, ये कण इधर-उधर घूमना चाहेंगे। लेकिन वे ऐसा नहीं कर पाते। इसलिए, वे नाखुश होते हैं। अगर पूरी चीज़ बहने लगे, तो वह एक सुखद स्थिति होती है।”

उन्हें एक ऐसा तरीका मिला जिससे इन कणों को थोड़ा खुश किया जा सके। जिस प्रक्रिया से कोई संरचना बहने और अपनी न्यूनतम ऊर्जा वाली स्थिति तक पहुंचने की कोशिश करता है, उसे संरचना का ठीक होना (स्ट्रक्चरल रिकवरी) कहा जाता है।

चित्र 1. माइक्रोजेल कणों के विभिन्न उपयोग: (अ) तरल पदार्थों को सोखने की बेहतर क्षमता के कारण, इनका इस्तेमाल अक्सर डायपर में किया जाता है (ब) थर्मो-रिस्पॉन्सिव (तापमान के प्रति संवेदनशील) होने के कारण, इनका इस्तेमाल दवाओं पर कोटिंग के रूप में किया जाता है; यह कोटिंग बाद में उच्च तापमान के संपर्क में आने पर टूट जाती है और दवा को शरीर के साथ प्रतिक्रिया करने देती है, और (स) अपनी प्रकृति के कारण, इनका इस्तेमाल ऐसा लचीला सामग्री बनाने में किया जाता है जो जैविक सामग्री जैसा व्यवहार करता है

शोधार्थी कवाले ने सबसे पहले तीन-गर्दन वाले गोल-तल वाले फ्लास्क में माइक्रोजेल कण बनाए और उन्हें पीसकर बारीक पाउडर बना लिया। फिर इस माइक्रोजेल पाउडर को पानी में मिलाकर एक सस्पेंशन तैयार किया, इसे 24 घंटे तक हिलाया, 15 मिनट तक सोनिकेट (ध्वनि तरंगों से हिलाना) किया और 4 डिग्री सेल्सियस पर रेफ्रिजरेटर में रखा, जहां वे महीनों तक इस्तेमाल के लायक बने रहे।

शोध टीम ने पाया कि गर्म करने के दौरान सस्पेंशन जिस रास्ते से 20 डिग्री सेंटीग्रेड के टारगेट तापमान तक पहुंचा, वह ठंडा करने के दौरान अपनाए गए रास्ते से अलग था। इसमें कोई मिरर सिमेट्री (दर्पण जैसी समरूपता) नहीं थी। इसके बजाय, गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रियाओं के दौरान सस्पेंशन द्वारा अपनाए गए रास्ते में विषमता थी। यह सिस्टम न केवल शुरुआती और अंतिम तापमान पर निर्भर करता है, बल्कि अपनाए गए रास्ते पर भी निर्भर करता है।

चित्र 2. तापमान में अचानक बदलाव करने से सिस्टम में असमानताओं को नियंत्रित करने में मदद मिल सकती है

शोधकर्ताओं ने पाया कि जब उन्होंने तापमान बढ़ने की रफ़्तार को अचानक बढ़ाया यानी एक तरह का थर्मल शॉक दिया तो कणों ने खुद को फिर से व्यवस्थित किया, जिससे सिस्टम में आया जाम कुछ समय के लिए लिक्विड जैसी अवस्था में आ गया। इस तरह के बदलावों से सिस्टम के गर्म और ठंडा होने के दौरान तय किए गए अलग-अलग रास्तों की याद मिट जाती है और सिस्टम में असमान शिथिलता कम हो जाती है। इसलिए, हालांकि वैज्ञानिकों ने पहले भी असमानताएं देखी थीं, लेकिन यहां वे उन्हें नियंत्रित कर पाए। सिस्टम पर तापमान में अचानक बदलाव लागू करने की वजह से वे असमानताओं को पूरी तरह खत्म कर सके।

स्ट्रक्चरल रिकवरी प्रोसेस को कंट्रोल करने से इन घने सामग्री की उपयोगिता बढ़ सकती है। उदाहरण के लिए, जिन माइक्रोजेल कणों का उन्होंने इस्तेमाल किया, उनका उपयोग ड्रग डिलीवरी में किया जाता है, जहां तापमान एक अहम भूमिका निभाता है। ठंडे होने पर उनमें दवा भरी जाती थी और वे जेली की तरह फूल जाते थे। जब तापमान 34 डिग्री सेंटीग्रेड से ऊपर यानी शरीर के तापमान से थोड़ा कम होता था, तो वे सिकुड़ जाते थे और ट्यूमर जैसी लक्षित जगह पर दवा को बाहर निकाल देते थे। दवा को लक्षित और नियंत्रित तरीके से छोड़ने से साइड इफेक्ट कम होते हैं। इसलिए, यह समझना ज़रूरी है कि बाहरी बदलाव इस मामले में तापमान में अचानक बड़ा बदलाव सामग्री की संरचना को ठीक करने पर कैसे असर डालते हैं।

भविष्य के शोध कार्यों में, वे इस बात का अध्ययन करेंगे कि फंसे हुए सिस्टम की जटिल और रास्ते पर निर्भर गतिविधियां मैकेनिकल शॉक के इस्तेमाल पर कैसे निर्भर करती हैं, और मैकेनिकल शॉक की तुलना थर्मल शॉक से कैसे की जा सकती है।

प्रकाशन लिंक: 10.1016/j.jcis.2026.139830

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(रिलीज़ आईडी: 2306029) आगंतुक पटल : 83