पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (PVDF) मैट्रिक्स में एम्बेडेड फूल के आकार के टंगस्टन ट्राइऑक्साइड (WO₃) नैनोमटेरियल के पॉलिमर नैनोकंपोजिट का उपयोग करके एक अभिनव पीजोइलेक्ट्रिक उपकरण का निर्माण किया गया, जिससे लचीले, पहनने योग्य, अत्यधिक कुशल, ऊर्जा-संचयन, दबाव-संवेदी उपकरणों की दिशा में एक व्यवहार्य मार्ग प्रशस्त हुआ।
यांत्रिक ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण हमेशा से ही बहुत रुचि का विषय रहा है, क्योंकि इसमें दिन-प्रतिदिन की गतिविधियों को ऊर्जा के उपयोगी रूपों में परिवर्तित करना शामिल है और शोधकर्ता इसके लिए नई विधियों की तलाश में रहते हैं।
विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के स्वायत्त संस्थान, नैनो एवं मृदु पदार्थ विज्ञान केंद्र (सीईएनएस), बेंगलुरु के शोधकर्ताओं ने पॉलिमर और नैनोमटेरियल के बीच परस्पर क्रिया का पता लगाने के लिए एक व्यवस्थित प्रयोगात्मक दृष्टिकोण अपनाया।
उन्होंने विभिन्न आकारिकी, क्रिस्टल संरचनाओं और पृष्ठीय आवेशों के साथ उनकी अंतःक्रियाओं का पता लगाने के लिए एक ही नैनोफिलर का उपयोग किया। जाँची गई चार भिन्न आकारिकी में से, असमान लंबाई और तीन असमान कोणों वाले तीन अक्षों और उच्चतम पृष्ठीय आवेश (ज़ीटा विभव: -58.4 mV) वाले क्रिस्टल तंत्र द्वारा अभिलक्षित नैनोफ्लावर ने PVDF मैट्रिक्स के साथ सबसे प्रभावी अंतःक्रिया प्रदर्शित की, जिसके परिणामस्वरूप उच्चतम पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रावस्था प्राप्त हुई। ऊर्जा उत्पादन को और बेहतर बनाने के लिए, PVDF मैट्रिक्स के भीतर आदर्श नैनोफिलर सांद्रता निर्धारित करने हेतु एक अनुकूलन प्रक्रिया अपनाई गई। इसमें स्व-संचालित ऊर्जा-संचयन उपकरणों का निर्माण और परीक्षण शामिल था।
इस अनुसंधान में लचीले पीजोइलेक्ट्रिक बहुलक और नैनोकणों का मिश्रण और परिणामी यांत्रिक ऊर्जा रूपांतरण दक्षता का व्यवस्थित अध्ययन शामिल है, जिससे यह समझने/वर्गीकृत करने में अंतर्दृष्टि मिलती है कि किस प्रकार का नैनोकण पीजोइलेक्ट्रिक बहुलक के पीजोइलेक्ट्रिक गुणों को बढ़ा सकता है।
एसीएस एप्लाइड इलेक्ट्रॉनिक मैटेरियल्स में प्रकाशित इस अध्ययन ने इस प्रोटोटाइप का उपयोग वास्तविक समय के जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों, विशेष रूप से रोगी निगरानी में करने की संभावना को भी प्रदर्शित किया।
यह आंकड़ा शोध कार्य का चित्रात्मक प्रतिनिधित्व दर्शाता है
इस नैनो-इंजीनियरिंग प्रणाली की उच्च संवेदनशीलता और ऊर्जा दक्षता इसे जैव-चिकित्सा उपयोगों के लिए आदर्श बनाती है। विशेष रूप से, इसे पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी प्रणालियों में शामिल किया जा सकता है जो हृदय गति, नाड़ी, श्वास, चलना आदि जैसी छोटी से लेकर बड़ी शारीरिक गतिविधियों से जैव-यांत्रिक ऊर्जा को ग्रहण कर उसे विद्युत संकेतों में परिवर्तित कर सकती हैं। इन संकेतों का उपयोग करके, बाहरी ऊर्जा स्रोतों की आवश्यकता के बिना, शारीरिक मापदंडों की वास्तविक समय में निगरानी की जा सकती है।
श्री अंकुर वर्मा , सुश्री प्रीता दत्ता, श्री निलय अवस्थी, डॉ. आशुतोष के. सिंह और डॉ. सी.के. सुभाष की टीम द्वारा किया गया यह शोध बुद्धिमान, सुगठित और टिकाऊ स्वास्थ्य सेवा तकनीकों की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है और ऊर्जा संचयन तथा स्मार्ट टेक्सटाइल्स में इसके व्यापक उपयोग के द्वार खोलता है। सीईएनएस टीम का अनुमान है कि इस तरह के अत्याधुनिक नैनोकम्पोजिट-आधारित उपकरण अगली पीढ़ी के बायोमेडिकल वियरेबल्स की बढ़ती माँग में महत्वपूर्ण योगदान देंगे।
