विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त संस्थान, रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट (आरआरआई) के शोधकर्ताओं ने पुरानी मिट्टी और रक्त में पहली दरार के उभरने के सटीक समय की सटीक भविष्यवाणी करने में सक्षम रहे हैं - एक ऐसी खोज जो एनीमिया जैसी स्थितियों के निदान में सहायता कर सकती है।

यह अध्ययन फोरेंसिक में भी मदद कर सकता है और कोटिंग्स के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पेंट की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।

आरआरआई में सामग्री विज्ञान का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं ने पहली दरार के उभरने के समय, फ्रैक्चर ऊर्जा - जो प्लास्टिक अपव्यय और संग्रहीत सतह ऊर्जा का योग है - और सूखने वाली मिट्टी के नमूने की लोच के बीच एक संबंध प्रस्तावित किया है जो पहली दरार की भविष्यवाणी करने में मदद कर सकता है।

उन्होंने रैखिक पोरोइलास्टिसिटी के सिद्धांत का उपयोग किया, जहां उन्होंने दरार की शुरुआत के समय सूखने वाले नमूने की सतह पर तनाव का अनुमान लगाया।

रैखिक पोरोइलास्टिसिटी छिद्रपूर्ण मीडिया प्रवाह के लिए एक सिद्धांत है जो संतृप्त लोचदार जेल के छिद्रों में पानी (या किसी भी मोबाइल प्रजाति) के प्रसार का वर्णन करता है।

टीम ने तनाव को ग्रिफ़िथ के मानदंड के साथ बराबर किया, जो बताता है कि एक दरार तब बढ़ेगी जब प्रसार के दौरान जारी ऊर्जा एक नई दरार सतह बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा के बराबर या उससे अधिक होगी।

फिजिक्स ऑफ़ फ़्लूइड्स नामक पत्रिका में प्रकाशित शोध में विस्तार से बताया गया है कि इस प्रकार प्राप्त संबंध को प्रयोगों की एक श्रृंखला करके मान्य किया गया था। उन्होंने आगे कहा कि वही स्केलिंग संबंध सिलिका जैल जैसे अन्य कोलाइडल पदार्थों के लिए काम करता है।

"यह सहसंबंध उत्पाद विकास के दौरान सामग्री डिज़ाइन को अनुकूलित करते समय उपयोगी हो सकता है। हम इस ज्ञान को लागू कर सकते हैं और उद्योग-ग्रेड पेंट और कोटिंग्स के निर्माण के समय सामग्री संरचना में बदलाव का सुझाव दे सकते हैं ताकि उनमें बेहतर दरार प्रतिरोध हो और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार हो," आरआरआई में सॉफ्ट कंडेंस्ड मैटर समूह में रियोडीएलएस लैब की प्रमुख और संकाय प्रोफेसर रंजिनी बंद्योपाध्याय ने कहा।

अध्ययन में, टीम ने लैपोनाइट का उपयोग किया - एक सिंथेटिक मिट्टी जिसमें डिस्क के आकार के कण होते हैं जिनका आकार 25-30 नैनोमीटर (एनएम) और मोटाई एक एनएम होती है।

उन्होंने बढ़ती लोच के साथ कई लैपोनाइट नमूने बनाए, जिन्हें फिर पेट्री डिश में 35 से 50 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सुखाया गया।

नमूनों को पूरी तरह सूखने में 18-24 घंटे लगे और प्रत्येक नमूने के लिए वाष्पीकरण और लोच की दर को मापा गया। जैसे ही लैपोनाइट नमूनों से पानी वाष्पित हुआ, कण फिर से व्यवस्थित हो गए और सामग्री की सतह पर तनाव विकसित हो गया।

उच्च नमूना लोच इन तनावों के प्रभाव में नमूने की विकृत होने की बेहतर क्षमता को इंगित करता है।

यह भी देखा गया कि दरारें पहले पेट्री डिश की बाहरी दीवारों पर विकसित होनी शुरू हुईं और बाद में अंदर की ओर बढ़ीं। बाद में, नमूने के पुराने होने (समय बीतने) के साथ दरारों का नेटवर्क विकसित हुआ।