एमआईटी ने खेलों के लिए "सांस" कपड़े और जूते विकसित किए

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक "सांस" प्रशिक्षण सूट विकसित किया है, जिसकी धार एथलीट शरीर की गर्मी और पसीने के जवाब में खुली और बंद है। वाल्व लाइव माइक्रोबियल कोशिकाओं के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं जो नमी में परिवर्तन के जवाब में अनुबंध और विस्तार करते हैं। कोशिकाएं छोटे सेंसर और एक्ट्यूएटर्स की तरह काम करती हैं: वे फ्लैप को तब खोलते हैं जब एथलीट पसीना शुरू करता है, और जब शरीर ठंडा हो जाता है तो उन्हें बंद कर देता है। सूट के अलावा, वैज्ञानिकों ने हवा और नमी जारी करने के लिए समान सेलुलर वाल्वों की एक आंतरिक परत के साथ स्नीकर्स भी विकसित किए।

संवेदनशील ऊतकों में कोशिकाओं का उपयोग क्यों करें? शोधकर्ताओं का तर्क है कि नमी-संवेदनशील कोशिकाओं को नमी को देखने और प्रतिक्रिया करने के लिए अतिरिक्त तत्वों की आवश्यकता नहीं है। यह भी साबित हुआ है कि त्वचा के संपर्क के लिए माइक्रोबियल कोशिकाओं का उपयोग सुरक्षित है। इसके अलावा, आज उपलब्ध जेनेटिक इंजीनियरिंग उपकरणों के लिए धन्यवाद, आप बहुत तेज़ी से बड़ी संख्या में कोशिकाओं को तैयार कर सकते हैं ताकि वे नमी की प्रतिक्रिया के अलावा विभिन्न कार्य कर सकें।


इस क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने नमी के प्रति संवेदनशील कोशिकाएं विकसित कीं, जो न केवल cusps को खोलती हैं, बल्कि नमी में परिवर्तन के जवाब में भी रोशन करती हैं। आनुवंशिकी के तरीकों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने प्रतिदीप्ति को जोड़ा, और अंधेरे में जॉगिंग करने वाले व्यक्ति के सिल्हूट ध्यान देने योग्य होंगे ... भविष्य में, वैज्ञानिक गंध की निकासी के कार्य के साथ कोशिकाओं की क्षमताओं को संयोजित करने में सक्षम होंगे: जिम में जाने के बाद, एथलीट की शर्ट या टी-शर्ट मिठाई को गंध देगी।

प्रकृति में, जीवविज्ञानियों ने देखा है कि जीवित चीजें और उनके संरचनात्मक तत्व, तराजू से लेकर माइक्रोबियल कोशिकाएं और यहां तक ​​कि विशिष्ट प्रोटीन, नमी में परिवर्तन के जवाब में उनकी संरचना या मात्रा को बदल सकते हैं। MIT टीम ने परिकल्पना की है कि प्राकृतिक रूप से ट्रांसड्यूसर जैसे कि खमीर, बैक्टीरिया और अन्य माइक्रोबियल कोशिकाओं का उपयोग नमी-संवेदनशील ऊतक बनाने के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में किया जा सकता है।

ये कोशिकाएं इतनी मजबूत होती हैं कि वे उस सब्सट्रेट पर झुक सकती हैं जिस पर उन्हें लगाया जाता है। सबसे पहले, शोधकर्ताओं ने ई। कोलाई (ई। कोलाई) के सबसे सामान्य गैर-रोगजनक तनाव के साथ काम किया, जो नमी में बदलाव के जवाब में सूजन और सिकुड़ गया था। उन्होंने अतिरिक्त रूप से हरे फ्लोरोसेंट प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए कोशिकाओं को डिज़ाइन किया, जिससे सेल को नमी में बदलाव होने पर चमकने की अनुमति मिलती है।

सेल प्रिंटिंग विधि का उपयोग करते हुए, टीम ने ई। कोलाई कोशिकाओं की समांतर रेखाओं को लेटेक्स शीट्स पर लागू किया, जिससे उच्च आर्द्रता की स्थिति में ऊतक में छेद हो गए। जब एक इलेक्ट्रिक स्टोव पर सूख जाता है, तो कोशिकाएं सिकुड़ जाती हैं, लेटेक्स की ऊपरी परत को छीलती है, कोशिकाओं को लेटेक्स को संरेखित करते हुए जल वाष्प पर चमकती और विस्तारित होती है। वैज्ञानिकों के अनुसार, इस तरह के सौ चक्रों के बाद, पूरी तरह से कोशिकाओं और ऊतक के साथ परत पहन नहीं पाई।

कपड़ों के विकास में, शोधकर्ताओं ने बायोमटेरियल के साथ काम किया, जो सेल्यूलर लेटेक्स वाल्व के साथ एक रनिंग सूट को सूट के पीछे की तरफ सिलता है। उन्होंने प्रत्येक फ्लैप के आकार को निर्धारित किया, साथ ही उनके खुलेपन की डिग्री, उन पर जमा गर्मी और पसीने वाले ज़ोन के साथ मानव शरीर की छवियों के आधार पर।

शोध टीम इस तथ्य पर ध्यान केंद्रित करती है कि शरीर के सभी हिस्से एक ही तरह से गर्मी और पसीना पैदा नहीं करते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, रीढ़ के निचले हिस्से में बहुत अधिक पसीना उत्पन्न होता है, लेकिन बहुत अधिक गर्मी नहीं। वैज्ञानिकों ने इन "कार्डों" का उपयोग करते हुए कपड़ों को फिर से डिजाइन किया: जहां शरीर अधिक गर्मी पैदा करता है, फ्लैप्स बढ़ जाते हैं।

प्रत्येक लेटेक्स फ्लैप के तहत समर्थन फ्रेम त्वचा के साथ सीधे संपर्क से ऊतक की आंतरिक परत को बनाए रखते हैं, लेकिन साथ ही, कोशिकाएं सीधे त्वचा के ऊपर स्थित, वायु आर्द्रता में परिवर्तन को समझने और प्रतिक्रिया करने में सक्षम होती हैं। रनिंग सूट का परीक्षण करने के लिए, प्रतिभागियों ने कपड़े पहने और ट्रेडमिल और साइकिल पर अभ्यास किया। शोधकर्ताओं ने अपनी पीठ पर छोटे सेंसर का उपयोग करके परीक्षण विषयों के तापमान और आर्द्रता की निगरानी की।

पांच मिनट के अभ्यास के बाद, सूट के फ्लैप्स उस समय ही खुलने लगे, जब प्रयोग में भाग लेने वालों ने पसीने निकलने और गर्मी की अनुभूति की सूचना दी। सेंसर से पता चला है कि डैम्पर्स ने गैर-कार्यात्मक वाल्व के साथ समान चलने वाले सूट के विपरीत, प्रभावी ढंग से पसीने और शरीर के तापमान को कम कर दिया।

एमआईटी वैज्ञानिकों ने नमी-संवेदनशील कपड़े को एक कच्चे प्रोटोटाइप के जूते में भी एकीकृत किया है। जहां पैर जूते की चोट को छूता है, शोधकर्ताओं ने कई वाल्वों को सिल दिया, नीचे झुक गए। सेल परत धावक के पैर का सामना कर रही है, लेकिन इसे स्पर्श नहीं करती है। स्नीकर्स विकसित करते समय, उन्होंने पैर के ताप और पसीने वाले कार्ड और मानक आयामी ग्रिड पर भी ध्यान केंद्रित किया।

ट्रैकसूट के साथ, रनिंग शूज़ के फ्लैप खुल गए और रोशनी हुई क्योंकि शोधकर्ताओं ने कमरे में नमी बढ़ा दी। शुष्क परिस्थितियों में, ल्यूमिनेसिसेंस बंद हो गया, फ्लैप बंद हो गया।

शोधकर्ताओं ने अपनी परियोजनाओं के व्यावसायीकरण के लिए खेलों की कंपनियों के साथ सहयोग करने का इरादा किया है। वैज्ञानिकों की एक टीम प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग के अन्य क्षेत्रों की खोज कर रही है, जिसमें जलरोधी पर्दे, लैंपशेड और चादरें शामिल हैं। इसके अलावा, वे माल की पैकेजिंग पर पुनर्विचार करने में रुचि रखते हैं। दूसरी त्वचा की अवधारणा लचीली पैकेजिंग को नया जीवन दे सकती है।

doi: 10.1126 / Sciadv.1601984