Aquamelt
एक एक्वामेल्ट एक प्राकृतिक रूप से हाइड्रेटेड पॉलीमेरिक सामग्री है जो एक नियंत्रित तनाव इनपुट (चाहे वह यांत्रिक हो या रासायनिक) के माध्यम से पर्यावरणीय तापमान पर ठोस होने में सक्षम है। वे हाइड्रोजन बंधन में परिवर्तन के माध्यम से उन पर लागू कार्य को "लॉक इन" करने में सक्षम होने में अद्वितीय हैं, जो उन्हें मानक पॉलिमर की तुलना में लगभग 1000 गुना कम ऊर्जा के साथ संसाधित करने में सक्षम बनाता है। यह हाल ही में एक मूल बायोपॉलिमर, रेशम के लिए दिखाया गया है, हालांकि ठोसकरण के लिए तंत्र को कई अन्य जैविक सामग्रियों के लिए अंतर्निहित माना जाता है। शीयर इंड्यूस्ड पोलराइज्ड लाइट इमेजिंग (एस. आई. पी. एल. आई.) का उपयोग करके चीनी रेशम कीट (बॉम्बिक्स मोरी) और पिघले हुए उच्च घनत्व वाले पॉलीइथिलीन (एच. डी. पी. ई.) के कताई फीडस्टॉक के बीच तुलना के परिणामस्वरूप खोज और तंत्र एक्वामेल्ट्स को पॉलीमेरिक सामग्री के एक नए वर्ग के रूप में परिभाषित किया गया था। कतरनी प्रेरित फाइब्रिलेशन की वर्तमान समझ के लिए बहुलक श्रृंखलाओं को निम्नलिखित चरणों की श्रृंखला से गुजरने की आवश्यकता होती है i) लंबी श्रृंखला के अणुओं को फैलाया जाता है, ii) और स्थायी बिंदु नाभिक बनाते हैं, जो iii) पंक्तियों में प्रवाह के तहत संरेखित होते हैं और फिर iv) एक क्रिस्टलीय फाइब्रिल बनाने के लिए बढ़ते हैं। इन तंतुओं के बने रहने के लिए, नमूने का तापमान पॉलिमर के पिघलने के बिंदु से नीचे होना चाहिए। यह प्रक्रिया प्राकृतिक रेशम-पॉलिमर के फाइब्रिलोजेनेसिस के अनुरूप है जिसमें प्रोटीन संरेखित (रिफोल्ड), न्यूक्लिएट (डेनेचर) और क्रिस्टलीकृत (एग्रीगेट) होते हैं। हालांकि, रेशम के लिए, तापमान में गिरावट की आवश्यकता के बिना फाइब्रिल बने रहते हैं। मैक्रोमोलेक्युलर दृष्टिकोण से दोनों प्रक्रियाओं को अपने निकट से बंधे पानी के साथ एक देशी प्रोटीन की अनूठी बातचीत के कारण समान माना जाता है। एक पिघलने में एक अलग बहुलक श्रृंखला की तरह, एक देशी प्रोटीन और उसके निकट से बंधे पानी के अणुओं को एक समाधान के रूप में नहीं बल्कि एक एकल संसाधित इकाई के रूप में माना जा सकता है, एक नैनोकम्पोजिट जिसे "एक्वामेल्ट" कहा जाता है। एक विशिष्ट बहुलक और एक एक्वामेल्ट के बीच के अंतर को पर्यावरणीय तापमान पर तनाव के जवाब में एक एक्वामेल्ट की ठोस होने की क्षमता से उजागर किया जाता है। यह तब होता है जब लागू किया गया तनाव प्रोटीन से निकटता से बंधे पानी को अलग करने के लिए पर्याप्त होता है, जिससे नैनोकम्पोजिट विभाजित हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप प्रोटीन में संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं और प्रोटीन श्रृंखलाओं और बाद में ठोस होने के बीच हाइड्रोजन बंधन बनने की संभावना बढ़ जाती है। बहुस्तरीय संरचना, अर्थात, फाइब्रिल या फोम दिशात्मक तनाव क्षेत्रों और एक्वामेल्ट के स्व-संयोजन गुणों के संयोजन का परिणाम हैं। संभावित उपयोग एक्वामेल्ट सिंथेटिक पॉलिमर उत्पादन के लिए वर्तमान समाधानों पर कई लाभ प्रदान करते हैं। सबसे पहले वे प्राकृतिक रूप से प्राप्त होते हैं, उत्पादन के लिए तेल पर कोई निर्भरता नहीं होती है और पुनर्नवीनीकरण और जैव अपघटनीय होते हैं। दूसरा, उन्हें कमरे के तापमान और दबाव पर संसाधित किया जा सकता है जिसके परिणामस्वरूप ठोसकरण प्रक्रिया से उप-उत्पाद के रूप में केवल पानी प्राप्त होता है। तीसरा, रेशम और उच्च घनत्व वाले पॉलीइथिलीन फीडस्टॉक्स पर की गई कार्य गणनाओं से ठोसकरण शुरू करने के लिए आवश्यक अपरूपण ऊर्जा की मात्रा में दस गुना अंतर का पता चला। जब प्रसंस्करण तापमान को ध्यान में रखा जाता है तो ठोसकरण से गुजरने के लिए ऊर्जा आवश्यकताओं में अंतर सिंथेटिक पॉलिमर की तुलना में एक्वैमेल्ट के लिए एक हजार गुना कम होता है। संदर्भ पॉलिमर