কার চুল শক্তিশালী: চুলের রূপবিদ্যা

একটি আধুনিক ব্যক্তির জন্য চুল চাক্ষুষ আত্ম-পরিচয়, ইমেজ এবং ইমেজ অংশ একটি উপাদান ছাড়া আর কিছুই নয়। তা সত্ত্বেও, ত্বকের এই শৃঙ্গাকার গঠনগুলির বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ জৈবিক ফাংশন রয়েছে: সুরক্ষা, থার্মোরেগুলেশন, স্পর্শ ইত্যাদি। আমাদের চুল কতটা শক্তিশালী? দেখা গেল, তারা হাতি বা জিরাফের চুলের চেয়ে অনেক গুণ বেশি শক্তিশালী।

আজ আমরা একটি গবেষণার সাথে পরিচিত হব যেখানে ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের (ইউএসএ) বিজ্ঞানীরা পরীক্ষা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন যে কীভাবে চুলের ঘনত্ব এবং এর শক্তি মানুষ সহ বিভিন্ন প্রাণীর প্রজাতির মধ্যে সম্পর্কযুক্ত। কার চুল সবচেয়ে মজবুত, বিভিন্ন ধরনের চুলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য কী এবং কীভাবে এই গবেষণা নতুন ধরনের উপকরণ তৈরি করতে সাহায্য করতে পারে? বিজ্ঞানীদের প্রতিবেদন থেকে আমরা এ বিষয়ে জানতে পারি। যাওয়া.

গবেষণার ভিত্তি

চুল, প্রধানত প্রোটিন কেরাটিন সমন্বিত, স্তন্যপায়ী ত্বকের শৃঙ্গাকার গঠন। আসলে, চুল, উল এবং পশম সমার্থক। চুলের গঠনে কেরাটিন প্লেট থাকে যা একে অপরকে ওভারল্যাপ করে, যেমন ডমিনো একে অপরের উপরে পড়ে। প্রতিটি চুলের তিনটি স্তর রয়েছে: কিউটিকল হল বাইরের এবং প্রতিরক্ষামূলক স্তর; কর্টেক্স - কর্টেক্স, দীর্ঘায়িত মৃত কোষ নিয়ে গঠিত (চুলের শক্তি এবং স্থিতিস্থাপকতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ, মেলানিনের কারণে এর রঙ নির্ধারণ করে) এবং মেডুলা - চুলের কেন্দ্রীয় স্তর, নরম কেরাটিন কোষ এবং বায়ু গহ্বর নিয়ে গঠিত, যা অন্যান্য স্তরে পুষ্টি স্থানান্তর জড়িত.

চুল উল্লম্বভাবে বিভক্ত করা হলে, আমরা একটি subcutaneous বিভাগ (খাদ) এবং একটি subcutaneous বিভাগ (বাল্ব বা মূল) পেতে। বাল্বটি একটি ফলিকল দ্বারা বেষ্টিত, যার আকারটি নিজেই চুলের আকৃতি নির্ধারণ করে: একটি বৃত্তাকার ফলিকল সোজা, একটি ডিম্বাকৃতি ফলিকল সামান্য কোঁকড়া, একটি কিডনি-আকৃতির ফলিকল কোঁকড়া।

অনেক বিজ্ঞানী পরামর্শ দেন যে প্রযুক্তিগত অগ্রগতির কারণে মানুষের বিবর্তন পরিবর্তন হচ্ছে। অর্থাৎ, আমাদের শরীরের কিছু অঙ্গ এবং কাঠামো ধীরে ধীরে প্রাথমিক হয়ে ওঠে - যেগুলি তাদের উদ্দেশ্যমূলক উদ্দেশ্য হারিয়েছে। শরীরের এই অঙ্গগুলির মধ্যে রয়েছে আক্কেল দাঁত, অ্যাপেন্ডিক্স এবং শরীরের চুল। অন্য কথায়, বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে সময়ের সাথে সাথে, এই কাঠামোগুলি আমাদের শারীরস্থান থেকে অদৃশ্য হয়ে যাবে। এটি সত্য কিনা তা বলা কঠিন, তবে অনেক সাধারণ মানুষের জন্য, আক্কেল দাঁত, উদাহরণস্বরূপ, তাদের অনিবার্য অপসারণের জন্য ডেন্টিস্টের কাছে যাওয়ার সাথে জড়িত।

যাই হোক না কেন, একজন ব্যক্তির চুলের প্রয়োজন; এটি আর থার্মোরগুলেশনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে না, তবে এটি এখনও নান্দনিকতার একটি অবিচ্ছেদ্য অঙ্গ। বিশ্ব সংস্কৃতি সম্পর্কেও একই কথা বলা যেতে পারে। অনেক দেশে, অনাদিকাল থেকে, চুলকে সমস্ত শক্তির উত্স হিসাবে বিবেচনা করা হত এবং এটি কাটা সম্ভাব্য স্বাস্থ্য সমস্যা এবং এমনকি জীবনের ব্যর্থতার সাথে যুক্ত ছিল। চুলের পবিত্র অর্থ প্রাচীন উপজাতিদের শামানিক আচার-অনুষ্ঠান থেকে আরও আধুনিক ধর্মে স্থানান্তরিত হয়েছে, লেখক, শিল্পী এবং ভাস্করদের কাজ। বিশেষত, মহিলা সৌন্দর্য প্রায়শই সুন্দরী মহিলাদের চুল যেভাবে দেখায় বা চিত্রিত করা হয়েছিল তার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত ছিল (উদাহরণস্বরূপ, চিত্রগুলিতে)।

শুক্রের চুল কতটা বিশদভাবে চিত্রিত করা হয়েছে তা লক্ষ্য করুন (স্যান্ড্রো বোটিসেলি, "শুক্রের জন্ম", 1485)।

চুলের সাংস্কৃতিক এবং নান্দনিক দিকটি বাদ দেওয়া যাক এবং বিজ্ঞানীদের গবেষণা বিবেচনা করা শুরু করুন।

চুল, এক বা অন্য আকারে, অনেক প্রজাতির স্তন্যপায়ী প্রাণীর মধ্যে উপস্থিত থাকে। যদি মানুষের জন্য জৈবিক দৃষ্টিকোণ থেকে তারা আর এত গুরুত্বপূর্ণ না হয়, তবে প্রাণীজগতের অন্যান্য প্রতিনিধিদের জন্য উল এবং পশম গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। একই সময়ে, তাদের মৌলিক কাঠামোর পরিপ্রেক্ষিতে, মানুষের চুল এবং, উদাহরণস্বরূপ, হাতির চুল খুব একই রকম, যদিও পার্থক্য রয়েছে। তাদের মধ্যে সবচেয়ে সুস্পষ্ট হল মাত্রা, কারণ হাতির চুল আমাদের তুলনায় অনেক ঘন, কিন্তু, এটি পরিণত হয়েছে, শক্তিশালী নয়।

বিজ্ঞানীরা বেশ কিছুদিন ধরে চুল ও উল নিয়ে গবেষণা করছেন। এই কাজের ফলাফলগুলি কসমেটোলজি এবং মেডিসিন উভয় ক্ষেত্রেই প্রয়োগ করা হয়েছিল এবং হালকা শিল্পে (বা, যেমন সুপরিচিত কালুগিনা এলপি বলবেন: "হালকা শিল্প"), বা আরও স্পষ্টভাবে টেক্সটাইলগুলিতে। উপরন্তু, চুলের অধ্যয়ন কেরাটিনের উপর ভিত্তি করে জৈব উপাদানগুলির বিকাশে ব্যাপকভাবে সাহায্য করেছে, যা গত শতাব্দীর শুরুতে তারা চুন ব্যবহার করে পশুর শিং থেকে বিচ্ছিন্ন করতে শিখেছিল।

এইভাবে প্রাপ্ত কেরাটিন জেল তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছিল যা ফর্মালডিহাইড যোগ করে শক্তিশালী করা যেতে পারে। পরে, তারা শুধুমাত্র পশুর শিং থেকে নয়, তাদের পশম এবং সেইসাথে মানুষের চুল থেকেও কেরাটিন আলাদা করতে শিখেছিল। কেরাটিন ভিত্তিক পদার্থগুলি প্রসাধনী, কম্পোজিট এবং এমনকি ট্যাবলেটের আবরণেও তাদের ব্যবহার পাওয়া গেছে।

আজকাল, টেকসই এবং লাইটওয়েট উপকরণ অধ্যয়ন এবং উত্পাদন শিল্প দ্রুত বিকাশ করছে। চুল, প্রাকৃতিকভাবে তাই, প্রাকৃতিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি যা এই ধরণের গবেষণাকে অনুপ্রাণিত করে। উল এবং মানুষের চুলের প্রসার্য শক্তি বিবেচনা করুন, যা 200 থেকে 260 MPa পর্যন্ত, যা 150-200 MPa/mg m-3 এর নির্দিষ্ট শক্তির সমতুল্য। এবং এটি প্রায় স্টিলের সাথে তুলনীয় (250 MPa/mg m-3)।

চুলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির গঠনে প্রধান ভূমিকাটি তার শ্রেণিবিন্যাস কাঠামো দ্বারা অভিনয় করা হয়, যা ম্যাট্রিওশকা পুতুলের স্মরণ করিয়ে দেয়। এই কাঠামোর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হল কর্টিকাল কোষের অভ্যন্তরীণ কর্টেক্স (ব্যাস প্রায় 5 μm এবং দৈর্ঘ্য 100 μm), গ্রুপযুক্ত ম্যাক্রোফাইব্রিল (ব্যাস প্রায় 0.2-0.4 μm) নিয়ে গঠিত, যা ঘুরে, মধ্যবর্তী ফিলামেন্ট (7.5 nm) নিয়ে গঠিত ব্যাস ), একটি নিরাকার ম্যাট্রিক্সে এমবেড করা।

চুলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং বিকৃতির প্রতি এর সংবেদনশীলতা কর্টেক্সের নিরাকার এবং স্ফটিক উপাদানগুলির মিথস্ক্রিয়ার সরাসরি ফলাফল। মানুষের চুলের কর্টেক্সের কেরাটিন ফাইবারগুলি সাধারণত 40% এর বেশি প্রসারিত স্ট্রেন সহ উচ্চ প্রসারিত হয়।

যেমন একটি উচ্চ মান কাঠামোর unwinding কারণে হয় а-কেরাটিন এবং, কিছু ক্ষেত্রে, এর রূপান্তর b-কেরাটিন, যা দৈর্ঘ্য বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে (কনফিগারেশনে একটি 0.52 এনএম হেলিক্সের একটি সম্পূর্ণ বাঁক 1.2 এনএম পর্যন্ত প্রসারিত হয় b) এটি একটি প্রধান কারণ কেন অনেক গবেষণায় কেরাটিনকে কৃত্রিম আকারে পুনরায় তৈরি করার জন্য বিশেষভাবে ফোকাস করা হয়েছে। কিন্তু চুলের বাইরের স্তর (কিউটিকল), যেমনটি আমরা ইতিমধ্যে জানি, প্লেট নিয়ে গঠিত (0.3-0.5 মাইক্রন পুরু এবং 40-60 মাইক্রন দৈর্ঘ্য)।

পূর্বে, বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যে বিভিন্ন বয়স এবং জাতিগত গোষ্ঠীর মানুষের চুলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য নিয়ে গবেষণা চালিয়েছেন। এই কাজে, বিভিন্ন প্রাণীর প্রজাতির চুলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যগুলি অধ্যয়নের উপর জোর দেওয়া হয়েছিল, যেমন: মানুষ, ঘোড়া, ভালুক, বন্য শুয়োর, ক্যাপিবারাস, পেকারি, জিরাফ এবং হাতি।

গবেষণার ফল

ছবি #1: মানুষের চুলের রূপবিদ্যা (А - কিউটিকল; В - কর্টেক্স ফ্র্যাকচার; ফাইবারের শেষ দেখায়, С - ফল্টের পৃষ্ঠ, যেখানে তিনটি স্তর দৃশ্যমান হয়; D - কর্টেক্সের পার্শ্বীয় পৃষ্ঠ, ফাইবার প্রসারিত দেখাচ্ছে)।

একজন প্রাপ্তবয়স্ক মানুষের চুলের ব্যাস প্রায় 80-100 মাইক্রন। স্বাভাবিক চুলের যত্ন সহ, তাদের চেহারা বেশ সামগ্রিক (1A) মানুষের চুলের অভ্যন্তরীণ উপাদান হল ফাইব্রাস কর্টেক্স। প্রসার্য পরীক্ষার পরে, এটি পাওয়া গেছে যে মানুষের চুলের কিউটিকল এবং কর্টেক্স আলাদাভাবে ভেঙ্গেছে: কিউটিকল সাধারণত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম (চূর্ণবিচূর্ণ), এবং কর্টেক্সের কেরাটিন তন্তুগুলিকে খোসা ছাড়ানো হয় এবং সামগ্রিক গঠন থেকে টেনে বের করা হয় (1V).

ছবিতে 1S কিউটিকলের ভঙ্গুর পৃষ্ঠটি স্তরগুলির ভিজ্যুয়ালাইজেশনের সাথে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান, যা কিউটিকল প্লেটগুলিকে ওভারল্যাপ করছে এবং 350-400 এনএম পুরুত্ব রয়েছে। ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠে পর্যবেক্ষণ করা ডিলামিনেশন, সেইসাথে এই পৃষ্ঠের ভঙ্গুর প্রকৃতি, কিউটিকল এবং কর্টেক্সের মধ্যে এবং কর্টেক্সের মধ্যে ফাইবারগুলির মধ্যে দুর্বল আন্তঃমুখী যোগাযোগ নির্দেশ করে।

কর্টেক্সের কেরাটিন ফাইবারগুলি এক্সফোলিয়েটেড ছিল (1D) এটি পরামর্শ দেয় যে চুলের যান্ত্রিক শক্তির জন্য ফাইব্রাস কর্টেক্স প্রাথমিকভাবে দায়ী।

চিত্র নং 2: ঘোড়ার চুলের রূপবিদ্যা (А - কিউটিকল, কিছু প্লেট যার যত্নের অভাবে সামান্য বিচ্যুত হয়; В - ফেটে যাওয়া চেহারা; С — কর্টেক্সের ফেটে যাওয়ার বিবরণ, যেখানে ছেঁড়া কিউটিকল দৃশ্যমান হয়; D - কিউটিকল বিশদ)।

ঘোড়ার চুলের গঠন মানুষের চুলের মতো, ব্যাস ব্যতীত, যা 50% বড় (150 মাইক্রন)। ছবিতে 2A আপনি কিউটিকলের সুস্পষ্ট ক্ষতি দেখতে পাচ্ছেন, যেখানে অনেক প্লেট মানুষের চুলের মতো শ্যাফ্টের সাথে ততটা ঘনিষ্ঠভাবে সংযুক্ত নয়। ঘোড়ার চুলের বিচ্ছেদের জায়গায় একটি স্বাভাবিক বিরতি এবং একটি চুল ভাঙা উভয়ই থাকে (কিউটিকল প্লেটের ডিলামিনেশন)। চালু 2V উভয় ধরনের ক্ষতি দৃশ্যমান হয়। যেসব এলাকায় ল্যামেলা সম্পূর্ণরূপে ছিঁড়ে গেছে, সেখানে কিউটিকল এবং কর্টেক্সের মধ্যে ইন্টারফেস দৃশ্যমান (2S) ইন্টারফেসে বেশ কিছু ফাইবার ছিঁড়ে গেছে এবং ডিলামিনেটিং হয়েছে। এই পর্যবেক্ষণগুলিকে পূর্ববর্তী পর্যবেক্ষণগুলির (মানুষের চুল) সাথে তুলনা করে, এই ধরনের ব্যর্থতাগুলি নির্দেশ করে যে ঘোড়ার চুলগুলি মানুষের চুলের মতো এতটা চাপ অনুভব করে না যখন কর্টেক্সের তন্তুগুলিকে টেনে নেওয়া হয় এবং কিউটিকল থেকে সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছিন্ন করা হয়। এটিও দেখা যায় যে কিছু প্লেট রড থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে গেছে, যা প্রসার্য চাপের কারণে হতে পারে (2D).

ছবি #3: ভালুকের চুলের আকারবিদ্যা (А - কিউটিকল; В - ফাটল এলাকার সাথে যুক্ত দুটি পয়েন্টে ক্ষতি; С — কর্টেক্সে তন্তুগুলির বিচ্ছিন্নকরণ সহ কিউটিকলের ফাটল; D - ফাইবার কাঠামোর বিশদ বিবরণ, সাধারণ কাঠামো থেকে বেশ কয়েকটি দীর্ঘায়িত ফাইবার দৃশ্যমান)।

একটি ভালুকের চুলের পুরুত্ব 80 মাইক্রন। কিউটিকল প্লেটগুলি একে অপরের সাথে অত্যন্ত শক্তভাবে সংযুক্ত থাকে (3A), এবং কিছু অঞ্চলে পৃথক প্লেটগুলিকে আলাদা করাও কঠিন। এটি প্রতিবেশীদের বিরুদ্ধে চুলের ঘর্ষণ কারণে হতে পারে। প্রসারিত চাপের অধীনে, এই চুলগুলি আক্ষরিক অর্থে দীর্ঘ ফাটল দেখা দিয়ে বিভক্ত হয় (ইনসেট অন 3B), ইঙ্গিত করে যে ক্ষতিগ্রস্ত কিউটিকলের দুর্বল বাঁধাই প্রভাবের সাথে, কর্টেক্সের কেরাটিন ফাইবারগুলি সহজেই বিচ্ছিন্ন হয়ে গিয়েছিল। কর্টেক্সের বিচ্ছিন্নকরণের ফলে কিউটিকেলে একটি বিরতি ঘটে, যা ব্রেকটির জিগজ্যাগ প্যাটার্ন দ্বারা প্রমাণিত হয় (3S) এই উত্তেজনার কারণে কর্টেক্স থেকে কিছু ফাইবার বের হয়ে যায় (3D).

চিত্র নং 4: শুয়োরের চুলের আকারবিদ্যা (А - সাধারণ ফ্ল্যাট হেয়ারলাইন ফ্র্যাকচার; В - কিউটিকলের গঠন প্লেটগুলির অখণ্ডতার (গ্রুপিং) একটি দুর্বল অবস্থা প্রদর্শন করে; С — কিউটিকল এবং কর্টেক্সের মধ্যে ইন্টারফেসের ফাঁকের বিবরণ; D - মোট ভর থেকে দীর্ঘায়িত ফাইবার এবং প্রসারিত ফাইব্রিল)।

শুয়োরের চুল বেশ পুরু (230 মিমি), বিশেষ করে ভালুকের চুলের তুলনায়। ক্ষতিগ্রস্ত হলে শুয়োরের চুল ছিঁড়ে যাওয়া বেশ স্পষ্ট দেখায় (4A) প্রসার্য চাপের দিকে লম্ব।

তুলনামূলকভাবে ছোট উন্মুক্ত কিউটিকল প্লেটগুলি তাদের প্রান্তগুলি প্রসারিত হওয়ার কারণে চুলের মূল শরীর থেকে ছিঁড়ে গিয়েছিল (4V).

ধ্বংস অঞ্চলের পৃষ্ঠে, তন্তুগুলির বিচ্ছিন্নতা স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান; এটিও স্পষ্ট যে তারা কর্টেক্সের ভিতরে একে অপরের সাথে খুব শক্তভাবে সংযুক্ত ছিল (4S) কর্টেক্স এবং কিউটিকলের মধ্যে ইন্টারফেসে শুধুমাত্র ফাইবারগুলি পৃথকীকরণের কারণে উন্মুক্ত হয়েছিল (4D), যা পুরু কর্টিকাল ফাইব্রিলের উপস্থিতি প্রকাশ করে (ব্যাস 250 এনএম)। কিছু ফাইব্রিল বিকৃতির কারণে সামান্য প্রসারিত হয়। তারা শুয়োরের চুলের জন্য একটি শক্তিশালী এজেন্ট হিসাবে পরিবেশন করা অনুমিত হয়।

ছবি #5: হাতির চুলের রূপবিদ্যা (А - С) এবং জিরাফ (D - F). А - কিউটিকল; В - ধাপে ধাপে চুল ভাঙ্গা; С - চুলের অভ্যন্তরে শূন্যতা নির্দেশ করে যে ফাইবারগুলি কোথায় ছিঁড়ে গেছে। D - কিউটিকুলার প্লেট; Е - এমনকি চুল ভাঙ্গা; F - ফ্র্যাকচার এলাকায় পৃষ্ঠ থেকে ফাইবার ছিঁড়ে যায়।

একটি শিশু হাতির চুল প্রায় 330 মাইক্রন পুরু হতে পারে এবং একটি প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে এটি 1.5 মিমি পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। পৃষ্ঠের প্লেটগুলিকে আলাদা করা কঠিন (5Aহাতির চুলও স্বাভাবিক ভাঙ্গনের প্রবণ, যেমন বিশুদ্ধ প্রসার্য ফ্র্যাকচারের জন্য। তদুপরি, ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা একটি ধাপযুক্ত চেহারা দেখায় (5V), সম্ভবত চুলের কর্টেক্সে ছোটখাটো ত্রুটির উপস্থিতির কারণে। ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠে কিছু ছোট গর্তও দেখা যায়, যেখানে ক্ষতির আগে রিইনফোর্সিং ফাইব্রিলগুলি সম্ভবত অবস্থিত ছিল (5S).

জিরাফের চুলও বেশ পুরু (370 মাইক্রন), যদিও কিউটিকল প্লেটের বিন্যাস এতটা পরিষ্কার নয় (5D) এটি বিশ্বাস করা হয় যে এটি বিভিন্ন পরিবেশগত কারণগুলির দ্বারা তাদের ক্ষতির কারণে (উদাহরণস্বরূপ, খাওয়ানোর সময় গাছের বিরুদ্ধে ঘর্ষণ)। পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও, জিরাফের চুল ভেঙে যাওয়া হাতির মতোই ছিল (5F).

ছবি নং 6: ক্যাপিবারা হেয়ার মর্ফোলজি (А - প্লেটগুলির ডবল কিউটিকুলার গঠন; В - ডবল কাঠামোর ফাটল; С - ফাটল সীমানার কাছাকাছি ফাইবারগুলি ভঙ্গুর এবং শক্ত দেখায়; D - দ্বিগুণ কাঠামোর ফাটলের অঞ্চল থেকে দীর্ঘায়িত তন্তু)।

ক্যাপিবারাস এবং পেকারির চুল অধ্যয়ন করা অন্যান্য চুল থেকে আলাদা। ক্যাপিবারায়, প্রধান পার্থক্য হল একটি ডবল কিউটিকল কনফিগারেশন এবং একটি ডিম্বাকৃতি চুলের আকৃতির উপস্থিতি (6A) পশুর পশম থেকে জল দ্রুত অপসারণের জন্য, সেইসাথে ভাল বায়ুচলাচলের জন্য চুলের দুটি আয়নাযুক্ত অংশের মধ্যে খাঁজ প্রয়োজন, যা এটি দ্রুত শুকাতে দেয়। যখন স্ট্রেচিংয়ের সংস্পর্শে আসে, চুলগুলি খাঁজ বরাবর দুটি অংশে বিভক্ত হয় এবং প্রতিটি অংশ ধ্বংস হয়ে যায় (6V) কর্টেক্সের অনেক ফাইবার আলাদা এবং প্রসারিত হয় (6S и 6D).

ছবি #7: পেকারি হেয়ার মর্ফোলজি (А - কিউটিকলের গঠন এবং ফেটে যাওয়ার জায়গা; В কর্টেক্স ধ্বংসের রূপবিদ্যা এবং এর গঠনের বিবরণ; С — বদ্ধ কোষ (ব্যাস 20 মাইক্রন), যার দেয়াল ফাইবার নিয়ে গঠিত; D - কোষের দেয়াল)।

পেকারিজ (পরিবার তাইসুইডে, অর্থাৎ পেকারি) চুলে একটি ছিদ্রযুক্ত কর্টেক্স থাকে এবং কিউটিকল স্তরে স্বতন্ত্র প্লেট থাকে না (7A) হেয়ার কর্টেক্সে 10-30 মাইক্রন পরিমাপের বন্ধ কোষ থাকে (7V), যার দেয়ালে কেরাটিন ফাইবার থাকে (7S) এই দেয়ালগুলি বেশ ছিদ্রযুক্ত এবং একটি ছিদ্রের আকার প্রায় 0.5-3 মাইক্রন (7D).

ছবিতে যেমন দেখা যাচ্ছে 7A, তন্তুযুক্ত কর্টেক্সের সমর্থন ছাড়াই, কিউটিকল ব্রেক লাইন বরাবর ফাটল ধরে এবং কিছু জায়গায় ফাইবারগুলি বের হয়ে যায়। এই চুলের গঠনটি চুলকে আরও উল্লম্ব করার জন্য প্রয়োজনীয়, দৃশ্যত প্রাণীর আকার বৃদ্ধি করে, যা পেকারির জন্য একটি প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা হতে পারে। পেকারি চুলগুলি কম্প্রেশনকে বেশ ভালভাবে প্রতিরোধ করে, তবে স্ট্রেচিংয়ের সাথে মানিয়ে নেয় না।

বিভিন্ন প্রাণীর চুলের কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝার পাশাপাশি টানের কারণে তাদের ক্ষতির ধরনগুলি বোঝার পরে, বিজ্ঞানীরা যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করতে শুরু করেছিলেন।

ইমেজ নং 8: প্রতিটি চুলের প্রকারের জন্য বিকৃতি ডায়াগ্রাম এবং ডেটা পাওয়ার জন্য পরীক্ষামূলক সেটআপের চিত্র (স্ট্রেন রেট 10-2 s-1)।

উপরের গ্রাফ থেকে দেখা যায়, বিভিন্ন প্রাণী প্রজাতির চুলে টানাটানির প্রতিক্রিয়া ছিল বেশ ভিন্ন। সুতরাং, একজন ব্যক্তির চুল, একটি ঘোড়া, একটি শুয়োর এবং একটি ভাল্লুক উলের প্রতিক্রিয়ার মতো একটি প্রতিক্রিয়া দেখায় (অন্য কারও নয়, তবে একটি টেক্সটাইল উপাদান)।

3.5-5 GPa-এর তুলনামূলকভাবে উচ্চ ইলাস্টিক মডুলাসে, বক্ররেখাগুলি একটি রৈখিক (স্থিতিস্থাপক) অঞ্চল নিয়ে গঠিত, তারপরে 0.20-0.25 স্ট্রেন পর্যন্ত ধীরে ধীরে বাড়তে থাকা চাপ সহ একটি মালভূমি থাকে, যার পরে শক্ত হওয়ার হার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় ব্যর্থতার স্ট্রেন 0.40। মালভূমি এলাকা unwinding বোঝায় аকেরাটিন মধ্যবর্তী ফিলামেন্টের হেলিকাল গঠন, যা কিছু ক্ষেত্রে (আংশিকভাবে) রূপান্তরিত হতে পারে b-শীট (সমতল কাঠামো)। সম্পূর্ণ আনওয়াইন্ডিং 1.31 এর বিকৃতির দিকে নিয়ে যায়, যা এই পর্যায়ের (0.20-0.25) শেষের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।

কাঠামোর স্ফটিক থ্রেডের মতো অংশটি একটি নিরাকার ম্যাট্রিক্স দ্বারা বেষ্টিত যা রূপান্তরিত হয় না। নিরাকার অংশটি মোট আয়তনের প্রায় 55% তৈরি করে, কিন্তু শুধুমাত্র যদি মধ্যবর্তী ফিলামেন্টের ব্যাস 7 এনএম হয় এবং তারা 2 এনএম নিরাকার পদার্থ দ্বারা পৃথক হয়। এই ধরনের সুনির্দিষ্ট সূচক পূর্ববর্তী গবেষণায় উদ্ভূত হয়েছে।

বিকৃতির শক্ত হওয়ার পর্যায়ে, কর্টিকাল তন্তুগুলির পাশাপাশি ক্ষুদ্রতর কাঠামোগত উপাদান যেমন মাইক্রোফাইব্রিল, মধ্যবর্তী ফিলামেন্ট এবং নিরাকার ম্যাট্রিক্সের মধ্যে স্লাইডিং ঘটে।

জিরাফ, হাতি এবং পেকারি লোম তুলনামূলকভাবে রৈখিক শক্ত হয়ে যাওয়ার প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করে যেখানে মালভূমি এবং দ্রুত শক্ত হয়ে যাওয়া অঞ্চলের (চূড়া) মধ্যে কোনও স্পষ্ট পার্থক্য নেই। ইলাস্টিক মডুলাস তুলনামূলকভাবে কম এবং প্রায় 2 জিপিএ।

অন্যান্য প্রজাতির থেকে ভিন্ন, ক্যাপিবারার চুলগুলি একটি প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করে যা ক্রমাগত চাপ প্রয়োগ করা হলে দ্রুত শক্ত হয়ে যায়। এই পর্যবেক্ষণটি ক্যাপিবারার চুলের অস্বাভাবিক কাঠামোর সাথে বা আরও স্পষ্টভাবে দুটি প্রতিসম অংশ এবং তাদের মধ্যে একটি অনুদৈর্ঘ্য খাঁজের উপস্থিতির সাথে সম্পর্কিত।

পূর্ববর্তী গবেষণাগুলি ইতিমধ্যেই পরিচালিত হয়েছে যা ইঙ্গিত করে যে ইয়ং এর মডুলাস (অনুদৈর্ঘ্য ইলাস্টিক মডুলাস) বিভিন্ন প্রাণী প্রজাতির চুলের ব্যাস বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। এই কাজগুলি উল্লেখ করেছে যে পেকারির ইয়ং এর মডুলাস অন্যান্য প্রাণীর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম, যা এর চুলের গঠনের ছিদ্রের কারণে হতে পারে।

এটাও কৌতূহলী যে পেক্যারিদের চুলে কালো এবং সাদা উভয় জায়গাই থাকে (দুই রঙের)। চুলের সাদা অংশে প্রায়শই টেনসিল ব্রেক হয়। কালো অঞ্চলের বর্ধিত প্রতিরোধ মেলানোসোমের উপস্থিতির কারণে, যা একচেটিয়াভাবে কালো চুলে পাওয়া যায়।

এই সমস্ত পর্যবেক্ষণ সত্যিই অনন্য, কিন্তু প্রধান প্রশ্ন থেকে যায়: চুলের মাত্রা কি এর শক্তিতে ভূমিকা পালন করে?

যদি আমরা স্তন্যপায়ী প্রাণীদের চুলের বর্ণনা করি, তাহলে আমরা গবেষকদের কাছে পরিচিত প্রধান তথ্যগুলো তুলে ধরতে পারি:

• বেশিরভাগ ধরণের চুলের মধ্যে এটি কেন্দ্রীয় অংশে ঘন এবং শেষের দিকে টেপার হয়; বন্য প্রাণীদের পশম তাদের বাসস্থানের কারণে মোটা হয়;
• একটি প্রজাতির চুলের ব্যাসের তারতম্য নির্দেশ করে যে বেশিরভাগ চুলের পুরুত্ব একটি প্রদত্ত প্রাণী প্রজাতির সাধারণ বেধের সীমার মধ্যে পরিবর্তিত হয়। চুলের পুরুত্ব একই প্রজাতির বিভিন্ন প্রতিনিধিদের মধ্যে ভিন্ন হতে পারে, তবে এই পার্থক্যটি কী প্রভাবিত করে তা এখনও অজানা;
• বিভিন্ন প্রজাতির স্তন্যপায়ী প্রাণীর চুলের পুরুত্ব ভিন্ন হয় (যেমন ক্লিচ শোনাতে পারে)।

এই সর্বজনীনভাবে উপলব্ধ তথ্যগুলি এবং পরীক্ষার সময় প্রাপ্ত তথ্যগুলিকে সংক্ষিপ্ত করে, বিজ্ঞানীরা চুলের ঘনত্ব এবং এর শক্তির মধ্যে সম্পর্ক তৈরি করতে সমস্ত ফলাফলের তুলনা করতে সক্ষম হন।

চিত্র নং 9: বিভিন্ন প্রাণী প্রজাতির চুলের ঘনত্ব এবং এর শক্তির মধ্যে সম্পর্ক।

চুলের ব্যাস এবং প্রসারণযোগ্যতার পার্থক্যের কারণে, বিজ্ঞানীরা ওয়েইবুল পরিসংখ্যানের উপর ভিত্তি করে তাদের প্রসার্য চাপের ভবিষ্যদ্বাণী করা যায় কিনা তা দেখার সিদ্ধান্ত নিয়েছেন, যা বিশেষভাবে নমুনার আকার এবং ফলে ত্রুটির আকারের পার্থক্যের জন্য দায়ী হতে পারে।

এটি ভলিউম সঙ্গে একটি চুল সেগমেন্ট যে অনুমান করা হয় V গঠিত n আয়তনের উপাদান, এবং প্রতিটি ইউনিট ভলিউম V0 ত্রুটি একটি অনুরূপ বন্টন আছে. একটি প্রদত্ত ভোল্টেজ স্তরে, দুর্বলতম লিঙ্ক অনুমান ব্যবহার করে σ সম্ভাব্যতা P ভলিউম সহ একটি প্রদত্ত চুলের অংশের অখণ্ডতা বজায় রাখা V প্রতিটি ভলিউম উপাদানের অখণ্ডতা বজায় রাখার অতিরিক্ত সম্ভাব্যতার পণ্য হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে, যথা:

P(V) = P(V0) · P(V0)…· P(V0) = · P(V0)n

আয়তন কোথায় V n ভলিউম উপাদান রয়েছে V0. ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে P(Vস্বাভাবিকভাবেই কমে যায়।

একটি দুই-প্যারামিটার ওয়েবুল ডিস্ট্রিবিউশন ব্যবহার করে, সম্পূর্ণ ভলিউমের ব্যর্থতার সম্ভাবনা এভাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

1 - P = 1 - exp [ -V/V0 (σ/.0)মি]

যেখানে σ - প্রয়োগ করা ভোল্টেজ, σ0 হল চরিত্রগত (রেফারেন্স) শক্তি, এবং m — ওয়েইবুল মডুলাস, যা সম্পত্তির পরিবর্তনশীলতার একটি পরিমাপ। এটি লক্ষণীয় যে নমুনার আকার বৃদ্ধির সাথে ধ্বংসের সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায় V ধ্রুবক ভোল্টেজে σ.

চার্টে 9A মানুষের এবং ক্যাপিবার চুলের জন্য পরীক্ষামূলক ব্যর্থতার চাপের ওয়েইবুল বিতরণ দেখানো হয়েছে। অন্যান্য প্রজাতির জন্য বক্ররেখাগুলি মানুষের চুলের জন্য m এর সমান মান সহ সূত্র # 2 ব্যবহার করে পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছিল (m = 0.11)।

ব্যবহৃত গড় ব্যাস ছিল: শুয়োর - 235 µm, ঘোড়া - 200 µm, peccary - 300 µm, ভালুক - 70 µm, হাতির চুল - 345 µm এবং জিরাফ - 370 µm।

যে উপর ভিত্তি করে ব্রেকিং স্ট্রেস নির্ধারণ করা যেতে পারে P(V) = 0.5, এই ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে ব্যর্থতার চাপ প্রজাতি জুড়ে চুলের ব্যাস বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়।

চার্টে 9V ব্যর্থতার 50% সম্ভাবনায় পূর্বাভাসিত ফাটল চাপ দেখায় (P(V) = 0.5) এবং বিভিন্ন প্রজাতির গড় পরীক্ষামূলক ব্রেকিং স্ট্রেস।

এটি পরিষ্কার হয়ে যায় যে চুলের ব্যাস 100 থেকে 350 মিমি পর্যন্ত বৃদ্ধির সাথে সাথে এর ভাঙ্গার চাপ 200-250 MPa থেকে 125-150 MPa এ কমে যায়। Weibull ডিস্ট্রিবিউশন সিমুলেশন ফলাফল প্রকৃত পর্যবেক্ষণ ফলাফলের সাথে চমৎকার একমত। একমাত্র ব্যতিক্রম পেকারি চুল কারণ এটি অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত। পেকারি চুলের প্রকৃত শক্তি Weibull বিতরণ মডেলিং দ্বারা দেখানো তুলনায় কম।

অধ্যয়নের সূক্ষ্মতার সাথে আরও বিশদ পরিচিতির জন্য, আমি এটি দেখার পরামর্শ দিই বিজ্ঞানীরা রিপোর্ট করেন и অতিরিক্ত উপকরণ তাকে.

উপসংহার

উপরের পর্যবেক্ষণের প্রধান উপসংহার হল ঘন চুল শক্ত চুলের সমতুল্য নয়। সত্য, যেমন বিজ্ঞানীরা নিজেরাই বলেছেন, এই বিবৃতিটি সহস্রাব্দের আবিষ্কার নয়, যেহেতু ধাতব তারের অধ্যয়ন করার সময় অনুরূপ পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। এখানে বিন্দু এমনকি পদার্থবিদ্যা, মেকানিক্স বা জীববিদ্যা নয়, কিন্তু পরিসংখ্যানে - বস্তুটি যত বড়, ত্রুটির সুযোগ তত বেশি।

বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে আমরা আজ যে কাজটি পর্যালোচনা করেছি তা তাদের সহকর্মীদের নতুন সিন্থেটিক উপকরণ তৈরি করতে সহায়তা করবে। প্রধান সমস্যা হল আধুনিক প্রযুক্তির বিকাশ সত্ত্বেও, তারা এখনও মানুষ বা হাতির চুলের মতো কিছু তৈরি করতে সক্ষম নয়। সর্বোপরি, এত ছোট কিছু তৈরি করা ইতিমধ্যেই একটি চ্যালেঞ্জ, এর জটিল গঠন উল্লেখ না করা।

আমরা দেখতে পাচ্ছি, এই গবেষণায় দেখা গেছে যে শুধুমাত্র মাকড়সা রেশম ভবিষ্যতের অতি-শক্তিশালী এবং অতি-আলোক পদার্থের জন্য অনুপ্রেরণা হিসাবে বিজ্ঞানীদের মনোযোগের যোগ্য নয়, মানুষের চুলও তার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং আশ্চর্যজনক শক্তি দিয়ে অবাক করে দিতে পারে।

পড়ার জন্য ধন্যবাদ, কৌতূহলী থাকুন এবং একটি দুর্দান্ত সপ্তাহ কাটুক বন্ধুরা। 🙂

কিছু বিজ্ঞাপন 🙂

আমাদের সাথে থাকার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ. আপনি আমাদের নিবন্ধ পছন্দ করেন? আরো আকর্ষণীয় বিষয়বস্তু দেখতে চান? অর্ডার দিয়ে বা বন্ধুদের সুপারিশ করে আমাদের সমর্থন করুন, $4.99 থেকে বিকাশকারীদের জন্য ক্লাউড ভিপিএস, এন্ট্রি-লেভেল সার্ভারগুলির একটি অনন্য অ্যানালগ, যা আমাদের দ্বারা আপনার জন্য উদ্ভাবিত হয়েছে: VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 কোর) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps থেকে $19 বা কিভাবে একটি সার্ভার শেয়ার করবেন সম্পর্কে সম্পূর্ণ সত্য? (RAID1 এবং RAID10 এর সাথে উপলব্ধ, 24 কোর পর্যন্ত এবং 40GB DDR4 পর্যন্ত)।

আমস্টারডামের ইকুইনিক্স টায়ার IV ডেটা সেন্টারে ডেল R730xd 2x সস্তা? শুধু এখানে 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 টিভি $199 থেকে নেদারল্যান্ডে! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 থেকে! সম্পর্কে পড়ুন কিভাবে ইনফ্রাস্ট্রাকচার কর্পোরেশন তৈরি করা যায়। এক পয়সার জন্য 730 ইউরো মূল্যের Dell R5xd E2650-4 v9000 সার্ভার ব্যবহার করে ক্লাস?

উত্স: www.habr.com