একটি নতুন ধরণের নমনীয়, স্ব-নিরাময় এবং সম্পূর্ণরূপে পুনর্ব্যবহারযোগ্য "ইলেক্ট্রনিক ত্বক" আবিষ্কারের স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ, রোবোটিক্স, প্রস্থেটিক্স এবং উন্নত বায়োমেডিকাল ডিভাইসগুলিতে ব্যাপক প্রয়োগ রয়েছে।
একটি গবেষণা প্রকাশিত বিজ্ঞান অগ্রগতি একটি নতুন ইলেকট্রনিক স্কিন (বা সহজভাবে ই-স্কিন) দেখায় যাতে মানুষের তুলনায় নমনীয়তা, স্ব-নিরাময় এবং সম্পূর্ণ পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা সহ প্রচুর বৈশিষ্ট্য রয়েছে চামড়া1চামড়া, আমাদের সবচেয়ে বড় অঙ্গ, বাইরে থেকে দেখা গেলে মাংসল আবরণ। আমাদের ত্বক একটি অত্যন্ত বহুমুখী অঙ্গ যা জলরোধী, নিরোধক ঢাল হিসাবে কাজ করে এবং আমাদের শরীরকে বিভিন্ন বাহ্যিক বিপদ বা কারণ যেমন সূর্যের ক্ষতিকর প্রভাব থেকে রক্ষা করে। ত্বকের কিছু কাজ হল শরীরের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করা, বিষাক্ত পদার্থ গ্রহণ থেকে শরীরকে রক্ষা করা এবং বিষাক্ত পদার্থের নির্গমন (ঘাম সহ), যান্ত্রিক এবং ইমিউনোলজিক্যাল সহায়তা এবং গুরুত্বপূর্ণ উপাদানের উৎপাদন। ভিটামিন ডি যা আমাদের হাড়ের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। মস্তিষ্কের সাথে অবিলম্বে যোগাযোগ করার জন্য যথেষ্ট স্নায়ু সহ ত্বক একটি বিশাল সেন্সর।
বিশ্বব্যাপী গবেষকরা 'পরিধানযোগ্য' বিভিন্ন ধরনের এবং আকারের উন্নয়নে কাজ করছেন ই-স্কিনস' নকল করার চেষ্টা করার লক্ষ্য নিয়ে জীববিজ্ঞানসংক্রান্ত ত্বক এবং এর বিভিন্ন ফাংশন। নরম এবং বক্র মানুষের ত্বকের সাথে বিরামবিহীন একীকরণের জন্য নমনীয় এবং প্রসারিত ডিভাইসগুলির একটি শক্তিশালী প্রয়োজন। ন্যানোস্কেল (10-9m) উপকরণগুলি প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক বহুমুখিতা প্রদান করতে পারে যা সাধারণত আগে ব্যবহার করা হয়েছে এমন অনমনীয় সিলিকন প্রতিস্থাপন করে। ইউনিভার্সিটি অফ কলোরাডো, বোল্ডার, ইউএসএ-তে ডঃ জিয়ানলিয়াং জিয়াও-এর নেতৃত্বে দলটি সফলভাবে একটি কৃত্রিম ইলেকট্রনিক ত্বক (ই-স্কিন) তৈরি করেছে যা রোবট এবং প্রস্থেটিক্সে মানুষের ত্বকের সংবেদনশীল স্পর্শ অনুবাদ করার লক্ষ্যে। এই প্রচেষ্টা ভবিষ্যতে একটি "পরিধানযোগ্য" প্রযুক্তি থাকার দিকে যা চিকিৎসা, বৈজ্ঞানিক এবং প্রকৌশল ক্ষেত্রে বিশাল সম্ভাবনা এবং মূল্য থাকবে।
ই-স্কিন: স্ব-নিরাময় এবং পুনর্ব্যবহারযোগ্য
E-skin is a thin, translucent material having a উপন্যাস type of covalently bonded dynamic polymer network, called polyimine, which is laced with silver nanoparticles for improved mechanical strength, chemical stability and electrical conductivity. This e-skin also has sensors embedded in it to measure pressure, temperature, humidity and air flow. This e-skin is being considered remarkable because it has been incorporated with many features which make it an extremely closer mimic of the human skin. It is highly malleable and can be easily set onto curved surfaces (e.g. human arms and legs, robotic hands) by applying moderate heat and pressure to it without introducing excessive stresses. It has amazing self-healing properties wherein upon any cut or damage caused by an external circumstance, the e-skin recreates the chemical bonds between the two separated sides restoring the matrix for its proper functionality and returning to its original bonded state.
যদি এই ই-স্কিন কোনো কারণে ব্যবহার অনুপযোগী হয়ে পড়ে, তাহলে এটিকে সম্পূর্ণরূপে পুনর্ব্যবহার করা যেতে পারে এবং এটিকে একটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য সমাধানে রেখে একেবারে নতুন ই-স্কিনে পরিণত করা যেতে পারে যা বিদ্যমান ই-স্কিন উপাদানকে "তরল" করে এবং এটিকে "তরল" করে। নতুন" ই-স্কিন। এই পুনর্ব্যবহারযোগ্য সমাধান - ইথানলে তিনটি বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ রাসায়নিক যৌগের মিশ্রণ - পলিমার এবং সিলভার ন্যানো পার্টিকেলগুলি সমাধানের নীচে ডুবে যায়। এই অবক্ষয়িত পলিমারগুলি নতুন কার্যকরী ই-স্কিন তৈরি করতে নতুন করে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই স্ব-নিরাময় এবং পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা যা ঘরের তাপমাত্রায় পাওয়া যায় তা ব্যবহৃত পলিমারের রাসায়নিক বন্ধনের জন্য দায়ী করা হয়। পলিমাইনের পলিমারিক নেটওয়ার্কের সুবিধা হল যে এটির বিপরীতমুখী এবং বেশিরভাগ প্রচলিত থার্মোস্ট্যাট উপাদানের বিপরীতে ভাঙা এবং পুনর্ব্যবহৃত করা যায় যা তাদের ক্রস-লিঙ্কযুক্ত পলিমারিক নেটওয়ার্কগুলির মধ্যে অপরিবর্তনীয় বন্ধনের কারণে পুনর্নির্মাণ বা পুনরায় প্রক্রিয়াকরণ বা পুনর্ব্যবহৃত করা যায় না। এটি মানুষের ত্বকের চেয়ে আরও শক্তিশালী এবং এটি প্রতিস্থাপনের পরিবর্তে এটির বর্ধন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি স্পর্শ করাও আনন্দদায়ক এবং এটি প্রায় বাস্তব ত্বকের মতো অনুভব করে যা সম্ভবত ভবিষ্যতে এটিকে একটি কভারিং এজেন্ট হিসাবে তৈরি করতে পারে, যেমন ইলেকট্রনিক ডিভাইস।
Eco-friendly and low on cost properties of e-skin have been hailed and such e-skin could greatly reduce electronic waste and environmental impact and could be highly usable and popular with manufacturers across different fields. Though it may sound farfetched at the moment, this reuse technology could also be similarly applied to old electronics items as well. In fact, modern day fitness trackers and health monitors once damaged add to the growing mountain of e-waste compounding environment related problems. The e-skin could be worn around our necks or on our wrists and these could be like flexible wearables or temporary tattoos and whenever they get damaged they can be recycled and reused. Since e-skin is flexible, it can be bent and twisted and can be made customized according to the wearer. The technology opens up avenues for intelligent রোবোটিক্স in which such a pleasant to feel and confortable electronic skin can be wrapped around the body of a robot or an artificial limb. To elaborate, a prosthetic arm or leg which is wrapped in this electronic skin can allow the wearer to respond to temperature and pressure changes because of the multiple sensors incorporated in it. The robotics arms or legs fitted with such an e-skin can make the robots act more delicately towards humans and be more safe and reliable. For example, e-skin could be specifically fitted to a robot handling a baby or a fragile elderly and thus robot will not be applying too much force. Another application of e-skin can be potentially in hazardous environments or high-risk jobs. It is plausible that this technology could be used with virtual buttons, controls or doors that would enable any operation without human physical interaction, for example in explosives industry or other dangerous lines of work, and thus this e-skin maybe able to decrease the chances of any human injury.
ই-স্কিনে ডিসপ্লে যোগ করা হচ্ছে
টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের একটি দল সম্প্রতি একটি ডিসপ্লে যুক্ত করেছে2(micro-LED) to ultrathin, band aid-style e-skin patches to enable display of different signs of health monitoring in real time (e.g. measuring glucose levels in people with diabetes or the moving waveform of an electrocardiogram of a heart রোগী). These patches have a stretchable wiring and thus can bend or stretch to up to 45 precent based upon the movement of the wearer. These are considered as having the most flexible and durable design in recent times. The continuous shedding of human skin cells could mean that the patch might fall off after a few days but this can be worked around.
প্রফেসর তাকাও সোমেয়ার নেতৃত্বে এই গবেষণায় বলা হয়েছে যে এই ধরনের ডিসপ্লে শেষ পর্যন্ত শুধুমাত্র রোগীদের জন্য নয়, পরিবারের সদস্যদের, যত্নদাতা এবং স্বাস্থ্য পেশাদারদের জন্যও ব্যক্তিগতভাবে বা এমনকি চিকিৎসা সংক্রান্ত তথ্য একটি নিরবিচ্ছিন্ন এবং সহজ উপায়ে পড়া এবং যোগাযোগ করতে সক্ষম হতে পারে। দূরবর্তীভাবে এটি বার্তাও পাবে। গবেষকদের লক্ষ্য প্যাচটির নির্ভরযোগ্যতা আরও উন্নত করা, এটিকে আরও সাশ্রয়ী করে তোলা এবং বিশ্বজুড়ে বিস্তৃত নাগালের জন্য এর উত্পাদন বৃদ্ধি করা। তাদের লক্ষ্য ২০২০ সালের শেষ নাগাদ এই ডিভাইসটি বাজারে আনা।
সামনে চ্যালেঞ্জ
ই-স্কিনের বিকাশ একটি খুব উত্তেজনাপূর্ণ উপন্যাস গবেষণা, তবে, আমাদের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি – নমনীয়তা এবং প্রসারিত ক্ষমতা – এখনও ই-স্কিন দ্বারা সফলভাবে অর্জন করা হয়নি। ই-স্কিন নরম কিন্তু মানুষের ত্বকের মতো প্রসারিত নয়। লেখকদের মতে, এটি দাঁড়িয়েছে উপাদানটি খুব সহজে পুনরুত্পাদনযোগ্য নয়। একটি নতুন মডিউলের তুলনায় একটি পুনরুদ্ধার করা/পুনর্ব্যবহার করা ই-স্কিন ডিভাইসে সামগ্রিক সেন্সিং কর্মক্ষমতাতে সামান্য হ্রাস দেখা গেছে, এটি আরও গবেষণার সাথে সম্পূর্ণভাবে সমাধান করা প্রয়োজন। ই-স্কিন দ্বারা ব্যবহৃত চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলিও বেশ উচ্চ এবং ছোট করা প্রয়োজন। বর্তমানে ডিভাইসটি একটি বাহ্যিক উৎস থেকে চালিত হয় যা খুবই অব্যবহার্য, কিন্তু ডিভাইসটিকে পাওয়ার জন্য রিচার্জেবল, ছোট ব্যাটারি থাকা সম্ভব। Dr.Xiao এবং তার দল এই পণ্যটিকে পরিমার্জিত করতে এবং স্কেলিং সমাধানের উন্নতি করতে চায় যাতে অন্তত অর্থনৈতিক বাধা অতিক্রম করা যায় এবং এই ই-স্কিনটি রোবট বা প্রস্থেটিক্স বা চিকিৎসা ডিভাইস বা অন্য কিছুতে তৈরি এবং স্থাপন করা সহজ হয়।
***
{উদ্ধৃত উৎস(গুলি) তালিকায় নীচে দেওয়া DOI লিঙ্কে ক্লিক করে আপনি মূল গবেষণাপত্রটি পড়তে পারেন}
উত্স (গুলি)
1. Zou Z এট আল। 2018. ডায়নামিক কোভ্যালেন্ট থার্মোসেট ন্যানোকম্পোজিট দ্বারা পুনরায় নিরাময়যোগ্য, সম্পূর্ণরূপে পুনর্ব্যবহারযোগ্য এবং নমনীয় ইলেকট্রনিক ত্বক। বিজ্ঞান অগ্রগতি. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaq0508
2. Someya T. 2018. আল্ট্রাফ্লেক্সিবল অন-স্কিন সেন্সর দিয়ে অবিরাম স্বাস্থ্য-মনিটরিং। AAAS বার্ষিক সভা সিম্পোজিয়াম, অস্টিন, টেক্সাস, ফেব্রুয়ারি 17, 2018।
