nature.com 'ਤੇ ਜਾਣ ਲਈ ਧੰਨਵਾਦ। ਤੁਹਾਡੇ ਦੁਆਰਾ ਵਰਤੇ ਜਾ ਰਹੇ ਬ੍ਰਾਊਜ਼ਰ ਸੰਸਕਰਣ ਵਿੱਚ ਸੀਮਤ CSS ਸਮਰਥਨ ਹੈ। ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਅਨੁਭਵ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਨਵੀਨਤਮ ਬ੍ਰਾਊਜ਼ਰ ਸੰਸਕਰਣ (ਜਾਂ ਇੰਟਰਨੈੱਟ ਐਕਸਪਲੋਰਰ ਵਿੱਚ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਮੋਡ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰਨ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਦੀ ਸਿਫਾਰਸ਼ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਨਿਰੰਤਰ ਸਮਰਥਨ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਇਸ ਸਾਈਟ ਵਿੱਚ ਸਟਾਈਲ ਜਾਂ JavaScript ਸ਼ਾਮਲ ਨਹੀਂ ਹੋਣਗੇ।
ਰੇਡੀਓਥੈਰੇਪੀ ਦੌਰਾਨ ਅੰਗਾਂ ਅਤੇ ਟਿਸ਼ੂਆਂ ਦੀ ਗਤੀ ਐਕਸ-ਰੇ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਗਲਤੀਆਂ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਰੇਡੀਓਥੈਰੇਪੀ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲਨ ਲਈ ਅੰਗਾਂ ਦੀ ਗਤੀ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਲਈ ਟਿਸ਼ੂ-ਬਰਾਬਰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਅਜਿਹੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਇੱਕ ਚੁਣੌਤੀ ਬਣਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਵਿੱਚ ਐਕਸਟਰਸੈਲੂਲਰ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਦੇ ਸਮਾਨ ਗੁਣ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਟਿਸ਼ੂ-ਬਰਾਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਾਅਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ, ਲੋੜੀਂਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੇ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਨੂੰ ਇਨ ਸੀਟੂ Ca2+ ਰੀਲੀਜ਼ ਦੁਆਰਾ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਹਵਾ-ਤੋਂ-ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਧਿਆਨ ਨਾਲ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਮੈਕਰੋ- ਅਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੋਰਫੋਲੋਜੀ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਅਤੇ ਸੰਕੁਚਨ ਅਧੀਨ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਵਿਵਹਾਰ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ ਕੰਪਿਊਟਿਡ ਟੋਮੋਗ੍ਰਾਫੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਟਿਸ਼ੂ-ਬਰਾਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਵਿਕਾਸ 'ਤੇ ਰੌਸ਼ਨੀ ਪਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਰੇਡੀਓਥੈਰੇਪੀ ਦੌਰਾਨ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਖੁਰਾਕ ਅਨੁਕੂਲਨ ਅਤੇ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨਿਯੰਤਰਣ ਲਈ ਵਰਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ।
ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਥੈਰੇਪੀ ਕੈਂਸਰ ਦਾ ਇੱਕ ਆਮ ਇਲਾਜ ਹੈ1। ਅੰਗਾਂ ਅਤੇ ਟਿਸ਼ੂਆਂ ਦੀ ਗਤੀ ਅਕਸਰ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਥੈਰੇਪੀ2 ਦੌਰਾਨ ਐਕਸ-ਰੇ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਗਲਤੀਆਂ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੀ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਟਿਊਮਰ ਦਾ ਇਲਾਜ ਘੱਟ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਦੇ ਸਿਹਤਮੰਦ ਸੈੱਲਾਂ ਦਾ ਬੇਲੋੜਾ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਨਾਲ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸੰਪਰਕ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਅੰਗਾਂ ਅਤੇ ਟਿਸ਼ੂਆਂ ਦੀ ਗਤੀ ਦੀ ਭਵਿੱਖਬਾਣੀ ਕਰਨ ਦੀ ਯੋਗਤਾ ਟਿਊਮਰ ਸਥਾਨੀਕਰਨ ਦੀਆਂ ਗਲਤੀਆਂ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਫੇਫੜਿਆਂ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਿਤ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਜਦੋਂ ਮਰੀਜ਼ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਥੈਰੇਪੀ ਦੌਰਾਨ ਸਾਹ ਲੈਂਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਉਹ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਗਾੜਾਂ ਅਤੇ ਗਤੀਵਿਧੀਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦੇ ਹਨ। ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੀ ਗਤੀ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਲਈ ਕਈ ਸੀਮਤ ਤੱਤ ਮਾਡਲ ਵਿਕਸਤ ਅਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ3,4,5। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮਨੁੱਖੀ ਅੰਗਾਂ ਅਤੇ ਟਿਸ਼ੂਆਂ ਵਿੱਚ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਜਿਓਮੈਟਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮਰੀਜ਼-ਨਿਰਭਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਟਿਸ਼ੂ-ਬਰਾਬਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਸਿਧਾਂਤਕ ਮਾਡਲਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਕਰਨ, ਬਿਹਤਰ ਡਾਕਟਰੀ ਇਲਾਜ ਦੀ ਸਹੂਲਤ ਦੇਣ ਅਤੇ ਡਾਕਟਰੀ ਸਿੱਖਿਆ ਦੇ ਉਦੇਸ਼ਾਂ ਲਈ ਭੌਤਿਕ ਮਾਡਲਾਂ ਨੂੰ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਉਪਯੋਗੀ ਹਨ।
ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਬਾਹਰੀ ਅਤੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਢਾਂਚਾਗਤ ਜਿਓਮੈਟਰੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਨਰਮ ਟਿਸ਼ੂ-ਨਕਲ ਕਰਨ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੇ ਬਹੁਤ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਿਆ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਸੰਗਤੀਆਂ ਟਾਰਗੇਟ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਅਸਫਲਤਾਵਾਂ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ6,7। ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਦੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਬਾਇਓਮੈਕਨਿਕਸ ਦਾ ਮਾਡਲਿੰਗ, ਜੋ ਕਿ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਕੋਮਲਤਾ, ਲਚਕਤਾ ਅਤੇ ਢਾਂਚਾਗਤ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਨੂੰ ਜੋੜਦਾ ਹੈ, ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਪ੍ਰਜਨਨ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਮਾਡਲਾਂ ਨੂੰ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਚੁਣੌਤੀ ਪੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਲਾਜ ਸੰਬੰਧੀ ਦਖਲਅੰਦਾਜ਼ੀ ਵਿੱਚ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਮਾਡਲਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਲਈ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਏਕੀਕਰਨ ਅਤੇ ਮੇਲ ਬਹੁਤ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਜੋੜਨ ਵਾਲਾ ਨਿਰਮਾਣ ਮਰੀਜ਼-ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਮਾਡਲਾਂ ਨੂੰ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਸਾਬਤ ਹੋਇਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨਾਂ ਦੀ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪਿੰਗ ਸੰਭਵ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸ਼ਿਨ ਐਟ ਅਲ. 8 ਨੇ 3D-ਪ੍ਰਿੰਟ ਕੀਤੇ ਏਅਰਵੇਜ਼ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਪ੍ਰਜਨਨਯੋਗ, ਵਿਕਾਰਯੋਗ ਫੇਫੜੇ ਦਾ ਮਾਡਲ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ। ਹਸੇਲਾਰ ਐਟ ਅਲ. 9 ਨੇ ਰੇਡੀਓਥੈਰੇਪੀ ਲਈ ਚਿੱਤਰ ਗੁਣਵੱਤਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਅਤੇ ਸਥਿਤੀ ਤਸਦੀਕ ਵਿਧੀਆਂ ਲਈ ਅਸਲ ਮਰੀਜ਼ਾਂ ਦੇ ਸਮਾਨ ਇੱਕ ਫੈਂਟਮ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ। ਹਾਂਗ ਐਟ ਅਲ10 ਨੇ ਮਾਤਰਾ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰਨ ਲਈ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਜਖਮਾਂ ਦੀ CT ਤੀਬਰਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਜਨਨ ਕਰਨ ਲਈ 3D ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਅਤੇ ਸਿਲੀਕੋਨ ਕਾਸਟਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ ਛਾਤੀ ਦਾ CT ਮਾਡਲ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਹ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪ ਅਕਸਰ ਅਜਿਹੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਗੁਣ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ11 ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਵੱਖਰੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਫੈਂਟਮ ਸਿਲੀਕੋਨ ਜਾਂ ਪੌਲੀਯੂਰੀਥੇਨ ਫੋਮ ਦੇ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਅਸਲ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਪੈਰੇਨਕਾਈਮਾ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਨਾਲ ਮੇਲ ਨਹੀਂ ਖਾਂਦੇ।12,13 ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਬਾਇਓਅਨੁਕੂਲ ਹਨ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਟਿਊਨੇਬਲ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਟਿਸ਼ੂ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਗਏ ਹਨ।14 ਹਾਲਾਂਕਿ, ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਫੈਂਟਮ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀ ਅਤਿ-ਨਰਮ, ਫੋਮ ਵਰਗੀ ਇਕਸਾਰਤਾ ਨੂੰ ਦੁਬਾਰਾ ਪੈਦਾ ਕਰਨਾ ਜੋ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਦੀ ਲਚਕਤਾ ਅਤੇ ਭਰਨ ਵਾਲੀ ਬਣਤਰ ਦੀ ਸਹੀ ਨਕਲ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਚੁਣੌਤੀ ਬਣਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ।
ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਮੰਨਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਕਿ ਫੇਫੜੇ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਇੱਕ ਸਮਰੂਪ ਲਚਕੀਲਾ ਪਦਾਰਥ ਹੈ। ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜੇ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ (\(\:\rho\:\)) ਦੀ ਘਣਤਾ 1.06 g/cm3 ਦੱਸੀ ਗਈ ਹੈ, ਅਤੇ ਫੁੱਲੇ ਹੋਏ ਫੇਫੜੇ ਦੀ ਘਣਤਾ 0.26 g/cm315 ਹੈ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਫੇਫੜੇ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਦੇ ਯੰਗ ਦੇ ਮਾਡਿਊਲਸ (MY) ਮੁੱਲਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ। ਲਾਈ-ਫੁੱਕ ਐਟ ਅਲ. 16 ਨੇ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ YM ਨੂੰ 0.42–6.72 kPa ਦੇ ਸਮਾਨ ਮਹਿੰਗਾਈ ਨਾਲ ਮਾਪਿਆ। ਗੌਸ ਐਟ ਅਲ. 17 ਨੇ ਚੁੰਬਕੀ ਗੂੰਜ ਇਲਾਸਟੋਗ੍ਰਾਫੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਅਤੇ 2.17 kPa ਦੇ YM ਦੀ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ। ਲਿਊ ਐਟ ਅਲ. 18 ਨੇ 0.03–57.2 kPa ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਮਾਪੇ ਗਏ YM ਦੀ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ। ਇਲੇਗਬੁਸੀ ਐਟ ਅਲ. 19 ਨੇ ਚੁਣੇ ਹੋਏ ਮਰੀਜ਼ਾਂ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ 4D CT ਡੇਟਾ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ YM ਦਾ 0.1–2.7 kPa ਹੋਣ ਦਾ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਇਆ।
ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਲਈ, ਐਕਸ-ਰੇ ਨਾਲ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਦੇ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਵਿਵਹਾਰ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਨ ਲਈ ਕਈ ਮਾਪਦੰਡ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਤੱਤ ਰਚਨਾ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਘਣਤਾ (\(\:{\rho\:}_{e}\)), ਪ੍ਰਭਾਵੀ ਪਰਮਾਣੂ ਸੰਖਿਆ (\(\:{Z}_{eff}\)), ਔਸਤ ਉਤੇਜਨਾ ਊਰਜਾ (\(\:I\)), ਪੁੰਜ ਅਟੈਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ (\(\:\mu\:/\rho\:\)) ਅਤੇ ਹਾਉਂਸਫੀਲਡ ਯੂਨਿਟ (HU), ਜੋ ਕਿ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ \(\:\mu\:/\rho\:\) ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ, ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ।
ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਘਣਤਾ \(\:{\rho\:}_{e}\) ਨੂੰ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਆਇਤਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਸੰਖਿਆ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਗਣਨਾ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ:
ਜਿੱਥੇ \(\:\rho\:\) g/cm3 ਵਿੱਚ ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਘਣਤਾ ਹੈ, \(\:{N}_{A}\) ਐਵੋਗਾਡਰੋ ਸਥਿਰਾਂਕ ਹੈ, \(\:{w}_{i}\) ਪੁੰਜ ਅੰਸ਼ ਹੈ, \(\:{Z}_{i}\) ਪਰਮਾਣੂ ਸੰਖਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ \(\:{A}_{i}\) i-th ਤੱਤ ਦਾ ਪਰਮਾਣੂ ਭਾਰ ਹੈ।
ਪਰਮਾਣੂ ਸੰਖਿਆ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਅੰਦਰ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ। ਕਈ ਤੱਤਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਫੈਬਰਿਕ) ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਅਤੇ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਲਈ, ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਪਰਮਾਣੂ ਸੰਖਿਆ \(\:{Z}_{eff}\) ਦੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਫਾਰਮੂਲਾ ਮੂਰਤੀ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। 20:
ਔਸਤ ਉਤੇਜਨਾ ਊਰਜਾ \(\:I\) ਦੱਸਦੀ ਹੈ ਕਿ ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਸਮੱਗਰੀ ਕਿੰਨੀ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਕਣਾਂ ਦੀ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖ ਲੈਂਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਸਿਰਫ਼ ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਕਣਾਂ ਦੇ ਗੁਣਾਂ ਨਾਲ ਕੋਈ ਲੈਣਾ-ਦੇਣਾ ਨਹੀਂ ਹੈ। \(\:I\) ਦੀ ਗਣਨਾ ਬ੍ਰੈਗ ਦੇ ਜੋੜਨ ਵਾਲੇ ਨਿਯਮ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਕੇ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ:
ਪੁੰਜ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ \(\:\mu\:/\rho\:\) ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਰਿਲੀਜ਼ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਗਣਨਾ ਹੇਠ ਦਿੱਤੇ ਫਾਰਮੂਲੇ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ:
ਜਿੱਥੇ \(\:x\) ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਹੈ, \(\:{I}_{0}\) ਘਟਨਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਤੀਬਰਤਾ ਹੈ, ਅਤੇ \(\:I\) ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਫੋਟੋਨ ਤੀਬਰਤਾ ਹੈ। \(\:\mu\:/\rho\:\) ਡੇਟਾ ਸਿੱਧੇ NIST 12621 ਸਟੈਂਡਰਡਜ਼ ਰੈਫਰੈਂਸ ਡੇਟਾਬੇਸ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਅਤੇ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਲਈ \(\:\mu\:/\rho\:\) ਮੁੱਲ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੇ ਅਨੁਸਾਰ ਐਡੀਟਿਵਿਟੀ ਨਿਯਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ:
HU ਕੰਪਿਊਟਿਡ ਟੋਮੋਗ੍ਰਾਫੀ (CT) ਡੇਟਾ ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਵਿੱਚ ਰੇਡੀਓਡੈਂਸਿਟੀ ਦੇ ਮਾਪ ਦੀ ਇੱਕ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਆਯਾਮ ਰਹਿਤ ਇਕਾਈ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਮਾਪੇ ਗਏ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ \(\:\mu\:\) ਤੋਂ ਰੇਖਿਕ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ:
ਜਿੱਥੇ \(\:{\mu\:}_{ਪਾਣੀ}\) ਪਾਣੀ ਦਾ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ ਹੈ, ਅਤੇ \(\:{\mu\:}_{ਹਵਾ}\) ਹਵਾ ਦਾ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਫਾਰਮੂਲਾ (6) ਤੋਂ ਅਸੀਂ ਦੇਖਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਪਾਣੀ ਦਾ HU ਮੁੱਲ 0 ਹੈ, ਅਤੇ ਹਵਾ ਦਾ HU ਮੁੱਲ -1000 ਹੈ। ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਲਈ HU ਮੁੱਲ -600 ਤੋਂ -70022 ਤੱਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਕਈ ਟਿਸ਼ੂ ਸਮਾਨ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ। ਗ੍ਰਿਫਿਥ ਅਤੇ ਹੋਰ 23 ਨੇ ਪੌਲੀਯੂਰੀਥੇਨ (PU) ਤੋਂ ਬਣੇ ਮਨੁੱਖੀ ਧੜ ਦਾ ਇੱਕ ਟਿਸ਼ੂ ਸਮਾਨ ਮਾਡਲ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕੈਲਸ਼ੀਅਮ ਕਾਰਬੋਨੇਟ (CaCO3) ਦੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣਾਂ ਨੂੰ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਸਮੇਤ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮਨੁੱਖੀ ਅੰਗਾਂ ਦੇ ਰੇਖਿਕ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਲਈ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਮਾਡਲ ਦਾ ਨਾਮ ਗ੍ਰਿਫਿਥ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਟੇਲਰ24 ਨੇ ਲਾਰੈਂਸ ਲਿਵਰਮੋਰ ਨੈਸ਼ਨਲ ਲੈਬਾਰਟਰੀ (LLNL) ਦੁਆਰਾ ਵਿਕਸਤ ਇੱਕ ਦੂਜਾ ਫੇਫੜੇ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਸਮਾਨ ਮਾਡਲ ਪੇਸ਼ ਕੀਤਾ, ਜਿਸਦਾ ਨਾਮ LLLL1 ਹੈ। ਟ੍ਰੌਬ ਅਤੇ ਹੋਰ 25 ਨੇ ਫੋਮੈਕਸ XRS-272 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਫੇਫੜੇ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਬਦਲ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਜਿਸ ਵਿੱਚ 5.25% CaCO3 ਇੱਕ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਧਾਉਣ ਵਾਲੇ ਵਜੋਂ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ALT2 ਨਾਮ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਟੇਬਲ 1 ਅਤੇ 2 ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ (ICRU-44) ਅਤੇ ਉਪਰੋਕਤ ਟਿਸ਼ੂ ਸਮਾਨ ਮਾਡਲਾਂ ਲਈ \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) ਅਤੇ ਪੁੰਜ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ।
ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ, ਲਗਭਗ ਸਾਰੇ ਫੈਂਟਮ ਪਦਾਰਥ ਪੋਲੀਸਟਾਈਰੀਨ ਫੋਮ ਦੇ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਇਹਨਾਂ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਨੇੜੇ ਨਹੀਂ ਆ ਸਕਦੇ। ਪੌਲੀਯੂਰੀਥੇਨ ਫੋਮ ਦਾ ਯੰਗ ਦਾ ਮਾਡਿਊਲਸ (YM) ਲਗਭਗ 500 kPa ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਆਮ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ (ਲਗਭਗ 5-10 kPa) ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਆਦਰਸ਼ ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਦੂਰ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ ਜੋ ਅਸਲ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰ ਸਕੇ।
ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਟਿਸ਼ੂ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਇਸਦੀ ਬਣਤਰ ਅਤੇ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਐਕਸਟਰਸੈਲੂਲਰ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ (ECM) ਦੇ ਸਮਾਨ ਹਨ ਅਤੇ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਐਡਜਸਟ ਕੀਤੀਆਂ ਜਾ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ, ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਡੀਅਮ ਐਲਜੀਨੇਟ ਨੂੰ ਫੋਮ ਦੀ ਤਿਆਰੀ ਲਈ ਬਾਇਓਮੈਟੀਰੀਅਲ ਵਜੋਂ ਚੁਣਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਬਾਇਓਅਨੁਕੂਲ ਹਨ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਐਡਜਸਟੇਬਲ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਟਿਸ਼ੂ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਸੋਡੀਅਮ ਐਲਜੀਨੇਟ (C6H7NaO6)n ਦੀ ਤੱਤ ਰਚਨਾ ਅਤੇ Ca2+ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਇਸਦੇ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਲੋੜ ਅਨੁਸਾਰ ਐਡਜਸਟ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਐਡਜਸਟੇਬਲ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦਾ ਇਹ ਸੁਮੇਲ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਨੂੰ ਸਾਡੇ ਅਧਿਐਨ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਬੇਸ਼ੱਕ, ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦੀਆਂ ਵੀ ਸੀਮਾਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਸਿਮੂਲੇਟਡ ਸਾਹ ਚੱਕਰਾਂ ਦੌਰਾਨ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ। ਇਸ ਲਈ, ਇਹਨਾਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਸੁਧਾਰਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ ਅਤੇ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਨਿਯੰਤਰਿਤ rho ਮੁੱਲ, ਲਚਕਤਾ, ਅਤੇ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਦੇ ਸਮਾਨ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਗੁਣ ਹਨ। ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਟਿਊਨੇਬਲ ਲਚਕੀਲੇ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਵਾਲੇ ਟਿਸ਼ੂ ਵਰਗੇ ਫੈਂਟਮ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਆਮ ਹੱਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰੇਗਾ। ਪਦਾਰਥਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਮਨੁੱਖੀ ਟਿਸ਼ੂ ਅਤੇ ਅੰਗ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਟੀਚੇ ਵਾਲੇ ਹਵਾ ਤੋਂ ਆਇਤਨ ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਗਣਨਾ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੀ HU ਰੇਂਜ (-600 ਤੋਂ -700) ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਇਹ ਮੰਨਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਕਿ ਫੋਮ ਹਵਾ ਅਤੇ ਸਿੰਥੈਟਿਕ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦਾ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਮਿਸ਼ਰਣ ਸੀ। ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਤੱਤਾਂ \(\:\mu\:/\rho\:\) ਦੇ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਜੋੜ ਨਿਯਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਹਵਾ ਦੇ ਆਇਤਨ ਅੰਸ਼ ਅਤੇ ਸਿੰਥੇਸਾਈਜ਼ਡ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦੇ ਆਇਤਨ ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਅਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਸੋਡੀਅਮ ਐਲਜੀਨੇਟ (ਭਾਗ ਨੰਬਰ W201502), CaCO3 (ਭਾਗ ਨੰਬਰ 795445, MW: 100.09), ਅਤੇ GDL (ਭਾਗ ਨੰਬਰ G4750, MW: 178.14) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਜੋ ਸਿਗਮਾ-ਐਲਡਰਿਕ ਕੰਪਨੀ, ਸੇਂਟ ਲੂਈਸ, MO ਤੋਂ ਖਰੀਦੇ ਗਏ ਸਨ। 70% ਸੋਡੀਅਮ ਲੌਰੀਲ ਈਥਰ ਸਲਫੇਟ (SLES 70) ਨੂੰ ਮਸ਼ਹੂਰ ਟ੍ਰੇਡਿੰਗ LLC ਤੋਂ ਖਰੀਦਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਫੋਮ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਸੋਡੀਅਮ ਐਲਜੀਨੇਟ ਨੂੰ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਲਗਾਤਾਰ ਹਿਲਾਉਂਦੇ ਹੋਏ (600 rpm) ਘੋਲਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਪੀਲਾ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਘੋਲ ਪ੍ਰਾਪਤ ਨਹੀਂ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਸੀ। ਜੈਲੇਸ਼ਨ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰਨ ਲਈ GDL ਦੇ ਨਾਲ ਮਿਲ ਕੇ CaCO3 ਨੂੰ Ca2+ ਸਰੋਤ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਇੱਕ ਪੋਰਸ ਬਣਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ SLES 70 ਨੂੰ ਸਰਫੈਕਟੈਂਟ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਅਲਜੀਨੇਟ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ 5% 'ਤੇ ਬਣਾਈ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ Ca2+:-COOH ਮੋਲਰ ਅਨੁਪਾਤ 0.18 'ਤੇ ਬਣਾਈ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਫੋਮ ਦੀ ਤਿਆਰੀ ਦੌਰਾਨ ਇੱਕ ਨਿਰਪੱਖ pH ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ CaCO3:GDL ਮੋਲਰ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਵੀ 0.5 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਾਰੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਵਿੱਚ SLES 70 ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਅਨੁਸਾਰ ਮੁੱਲ 26.2% ਹੈ। ਘੋਲ ਅਤੇ ਹਵਾ ਦੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਢੱਕਣ ਵਾਲਾ ਬੀਕਰ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਬੀਕਰ ਦੀ ਕੁੱਲ ਮਾਤਰਾ 140 ਮਿ.ਲੀ. ਸੀ। ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾ ਦੇ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਮਿਸ਼ਰਣ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਖੰਡ (50 ਮਿ.ਲੀ., 100 ਮਿ.ਲੀ., 110 ਮਿ.ਲੀ.) ਹਵਾ ਨਾਲ ਰਲਾਉਣ ਲਈ ਬੀਕਰ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਮਿਸ਼ਰਣ ਦੇ 50 ਮਿ.ਲੀ. ਵਾਲੇ ਨਮੂਨੇ ਨੂੰ ਕਾਫ਼ੀ ਹਵਾ ਨਾਲ ਰਲਾਉਣ ਲਈ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਜੇ ਦੋ ਨਮੂਨਿਆਂ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੇ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਪਹਿਲਾਂ, SLES 70 ਨੂੰ ਐਲਜੀਨੇਟ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਟਰਰਰ ਨਾਲ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਮਿਲਾਏ ਜਾਣ ਤੱਕ ਹਿਲਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਫਿਰ, CaCO3 ਸਸਪੈਂਸ਼ਨ ਨੂੰ ਮਿਸ਼ਰਣ ਵਿੱਚ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਮਿਲਾਏ ਜਾਣ ਤੱਕ ਲਗਾਤਾਰ ਹਿਲਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਇਸਦਾ ਰੰਗ ਚਿੱਟਾ ਨਹੀਂ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਸੀ। ਅੰਤ ਵਿੱਚ, ਜੈਲੇਸ਼ਨ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰਨ ਲਈ GDL ਘੋਲ ਨੂੰ ਮਿਸ਼ਰਣ ਵਿੱਚ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਪੂਰੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਮਕੈਨੀਕਲ ਸਟ੍ਰਿੰਗ ਬਣਾਈ ਰੱਖੀ ਗਈ ਸੀ। 50 ਮਿ.ਲੀ. ਮਿਸ਼ਰਣ ਵਾਲੇ ਨਮੂਨੇ ਲਈ, ਮਿਸ਼ਰਣ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਬਦਲਣ 'ਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਹਿਲਾਉਣਾ ਬੰਦ ਕਰ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। 100 ਮਿ.ਲੀ. ਅਤੇ 110 ਮਿ.ਲੀ. ਮਿਸ਼ਰਣ ਵਾਲੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਲਈ, ਜਦੋਂ ਮਿਸ਼ਰਣ ਬੀਕਰ ਭਰ ਗਿਆ ਤਾਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਹਿਲਾਉਣਾ ਬੰਦ ਕਰ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਅਸੀਂ 50 ਮਿ.ਲੀ. ਅਤੇ 100 ਮਿ.ਲੀ. ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵਾਲੀਅਮ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਦੀ ਵੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕੀਤੀ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਫੋਮ ਦੀ ਢਾਂਚਾਗਤ ਅਸਥਿਰਤਾ ਦੇਖੀ ਗਈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਪੂਰੀ ਹਵਾ ਮਿਸ਼ਰਣ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਅਤੇ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਉਤਰਾਅ-ਚੜ੍ਹਾਅ ਕਰਦੀ ਸੀ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਅਸੰਗਤ ਵਾਲੀਅਮ ਨਿਯੰਤਰਣ ਹੁੰਦਾ ਸੀ। ਇਸ ਅਸਥਿਰਤਾ ਨੇ ਗਣਨਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਅਨਿਸ਼ਚਿਤਤਾ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੀ, ਅਤੇ ਇਸ ਲਈ ਇਸ ਵਾਲੀਅਮ ਰੇਂਜ ਨੂੰ ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।
ਇੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀ ਘਣਤਾ \(\:\rho\:\) ਦੀ ਗਣਨਾ ਇੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਨਮੂਨੇ ਦੇ ਪੁੰਜ \(\:m\) ਅਤੇ ਆਇਤਨ \(\:V\) ਨੂੰ ਮਾਪ ਕੇ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਤਸਵੀਰਾਂ ਇੱਕ Zeiss Axio Observer A1 ਕੈਮਰੇ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਸਨ। ਪ੍ਰਾਪਤ ਤਸਵੀਰਾਂ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਖਾਸ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨਮੂਨੇ ਵਿੱਚ ਪੋਰਸ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਅਤੇ ਆਕਾਰ ਵੰਡ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ImageJ ਸੌਫਟਵੇਅਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਪੋਰਸ ਦੀ ਸ਼ਕਲ ਗੋਲਾਕਾਰ ਮੰਨੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ TESTRESOURCES 100 ਸੀਰੀਜ਼ ਮਸ਼ੀਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਯੂਨੈਕਸੀਅਲ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਟੈਸਟ ਕੀਤੇ ਗਏ। ਨਮੂਨਿਆਂ ਨੂੰ ਆਇਤਾਕਾਰ ਬਲਾਕਾਂ ਵਿੱਚ ਕੱਟਿਆ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ ਤਣਾਅ ਅਤੇ ਤਣਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਬਲਾਕ ਦੇ ਮਾਪ ਮਾਪੇ ਗਏ ਸਨ। ਕਰਾਸਹੈੱਡ ਸਪੀਡ 10 ਮਿਲੀਮੀਟਰ/ਮਿੰਟ 'ਤੇ ਸੈੱਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਹਰੇਕ ਨਮੂਨੇ ਲਈ ਤਿੰਨ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ ਅਤੇ ਨਤੀਜਿਆਂ ਤੋਂ ਔਸਤ ਅਤੇ ਮਿਆਰੀ ਭਟਕਣ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਿਤ ਸੀ ਕਿਉਂਕਿ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਸਾਹ ਚੱਕਰ ਦੇ ਇੱਕ ਖਾਸ ਪੜਾਅ 'ਤੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਬਲਾਂ ਦੇ ਅਧੀਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਐਕਸਟੈਂਸਿਬਿਲਟੀ ਬੇਸ਼ੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਦੇ ਪੂਰੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਵਿਵਹਾਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਣ ਲਈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਜਾਂਚ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਵਿੱਚ ਕੀਤੀ ਜਾਵੇਗੀ।
ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਨੂੰ ਸੀਮੇਂਸ ਸੋਮਾਟੋਮ ਡਰਾਈਵ ਡੁਅਲ-ਚੈਨਲ ਸੀਟੀ ਸਕੈਨਰ 'ਤੇ ਸਕੈਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਕੈਨਿੰਗ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸੈੱਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ: 40 mA, 120 kVp ਅਤੇ 1 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਸਲਾਈਸ ਮੋਟਾਈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਆਈਡੀਓਐਮ ਫਾਈਲਾਂ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਮਾਈਕ੍ਰੋਡੀਕੌਮ ਡੀਆਈਸੀਓਐਮ ਵਿਊਅਰ ਸੌਫਟਵੇਅਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਹਰੇਕ ਨਮੂਨੇ ਦੇ 5 ਕਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨਾਂ ਦੇ HU ਮੁੱਲਾਂ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। CT ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ HU ਮੁੱਲਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੇ ਘਣਤਾ ਡੇਟਾ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾਵਾਂ ਨਾਲ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ।
ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਦਾ ਉਦੇਸ਼ ਨਰਮ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਕਰਕੇ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਅੰਗ ਮਾਡਲਾਂ ਅਤੇ ਨਕਲੀ ਜੈਵਿਕ ਟਿਸ਼ੂਆਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਾਂਤੀ ਲਿਆਉਣਾ ਹੈ। ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਕਰਨਾ ਜੋ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਮਕੈਨਿਕਸ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ, ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡਾਕਟਰੀ ਸਿਖਲਾਈ, ਸਰਜੀਕਲ ਯੋਜਨਾਬੰਦੀ, ਅਤੇ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਥੈਰੇਪੀ ਯੋਜਨਾਬੰਦੀ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ। ਚਿੱਤਰ 1A ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਮਾਡਲਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਨਰਮ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਸਾਜ਼ਿਸ਼ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਅੱਜ ਤੱਕ, ਅਜਿਹੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ ਜੋ ਲੋੜੀਂਦੀਆਂ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਲੋੜੀਂਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਨਹੀਂ ਕਰਦੀਆਂ। ਪੌਲੀਯੂਰੇਥੇਨ ਫੋਮ ਅਤੇ ਰਬੜ ਵਿਕਾਰਯੋਗ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਮਾਡਲਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤੀ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਹਨ। ਪੌਲੀਯੂਰੇਥੇਨ ਫੋਮ (ਯੰਗਜ਼ ਮਾਡਿਊਲਸ, YM) ਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਆਮ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਟਿਸ਼ੂ ਨਾਲੋਂ 10 ਤੋਂ 100 ਗੁਣਾ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਉਹ ਸਮੱਗਰੀ ਜੋ ਲੋੜੀਂਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੋਵਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਜੇ ਤੱਕ ਜਾਣੀਆਂ ਨਹੀਂ ਗਈਆਂ ਹਨ।
(ਏ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਨਰਮ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੇ ਗੁਣਾਂ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧਤਾ ਅਤੇ ਘਣਤਾ, ਯੰਗ ਦੇ ਮਾਡਿਊਲਸ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ (HU ਵਿੱਚ) ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ। (ਬੀ) 5% ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਅਤੇ 0.18 ਦੇ Ca2+:-COOH ਮੋਲਰ ਅਨੁਪਾਤ ਦੇ ਨਾਲ \(\:\mu\:/\rho\:\) ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦਾ ਐਕਸ-ਰੇ ਵਿਵਰਤਨ ਪੈਟਰਨ। (ਸੀ) ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੇ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਰੇਂਜ। (ਡੀ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਦੇ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧਤਾ।
5% ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਅਤੇ 0.18 ਦੇ Ca2+:-COOH ਮੋਲਰ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦੀ ਤੱਤ ਰਚਨਾ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਸਾਰਣੀ 3 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਪਿਛਲੇ ਫਾਰਮੂਲੇ (5) ਵਿੱਚ ਜੋੜ ਨਿਯਮ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ \(\:\:\mu\:/\rho\:\) ਦਾ ਪੁੰਜ ਐਟੇਨਿਊਏਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ ਚਿੱਤਰ 1B ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਏ ਅਨੁਸਾਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
ਹਵਾ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਲਈ \(\:\mu\:/\rho\:\) ਮੁੱਲ ਸਿੱਧੇ NIST 12612 ਮਿਆਰਾਂ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਡੇਟਾਬੇਸ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਚਿੱਤਰ 1C ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਲਈ -600 ਅਤੇ -700 ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ HU ਬਰਾਬਰ ਮੁੱਲਾਂ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਵਿੱਚ ਗਣਨਾ ਕੀਤੇ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਸਿਧਾਂਤਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਗਣਨਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ 1 × 10−3 ਤੋਂ 2 × 101 MeV ਤੱਕ ਊਰਜਾ ਸੀਮਾ ਵਿੱਚ 60-70% ਦੇ ਅੰਦਰ ਸਥਿਰ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਡਾਊਨਸਟ੍ਰੀਮ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਲਈ ਚੰਗੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 1D ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਨਮੂਨੇ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਸਾਰੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਨੂੰ 12.7 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਵਾਲੇ ਕਿਊਬ ਵਿੱਚ ਕੱਟਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਇੱਕ ਸਮਰੂਪ, ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਸਥਿਰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਹਵਾ ਦੇ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਪਰਵਾਹ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀ ਦਿੱਖ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਅੰਤਰ ਨਹੀਂ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ। ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀ ਸਵੈ-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ਸੁਝਾਅ ਦਿੰਦੀ ਹੈ ਕਿ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਬਣਿਆ ਨੈੱਟਵਰਕ ਫੋਮ ਦੇ ਭਾਰ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕਰਨ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਹੈ। ਫੋਮ ਤੋਂ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਪਾਣੀ ਦੀ ਲੀਕੇਜ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਫੋਮ ਨੇ ਕਈ ਹਫ਼ਤਿਆਂ ਲਈ ਅਸਥਾਈ ਸਥਿਰਤਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵੀ ਕੀਤਾ।
ਫੋਮ ਨਮੂਨੇ ਦੇ ਪੁੰਜ ਅਤੇ ਆਇਤਨ ਨੂੰ ਮਾਪ ਕੇ, ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ \(\:\rho\:\) ਦੀ ਘਣਤਾ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਸਾਰਣੀ 4 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਨਤੀਜੇ ਹਵਾ ਦੇ ਆਇਤਨ ਅਨੁਪਾਤ 'ਤੇ \(\:\rho\:\) ਦੀ ਨਿਰਭਰਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਨਮੂਨੇ ਦੇ 50 ਮਿ.ਲੀ. ਨਾਲ ਕਾਫ਼ੀ ਹਵਾ ਮਿਲਾਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਘਣਤਾ ਸਭ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ 0.482 g/cm3 ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਮਿਸ਼ਰਤ ਹਵਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਘਣਤਾ 0.685 g/cm3 ਤੱਕ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। 50 ਮਿ.ਲੀ., 100 ਮਿ.ਲੀ. ਅਤੇ 110 ਮਿ.ਲੀ. ਦੇ ਸਮੂਹਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ p ਮੁੱਲ 0.004 < 0.05 ਸੀ, ਜੋ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੀ ਅੰਕੜਾਤਮਕ ਮਹੱਤਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਸਿਧਾਂਤਕ \(\:\rho\:\) ਮੁੱਲ ਦੀ ਗਣਨਾ ਵੀ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਮਾਪੇ ਗਏ ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ \(\:\rho\:\) ਸਿਧਾਂਤਕ ਮੁੱਲ ਨਾਲੋਂ 0.1 g/cm³ ਛੋਟਾ ਹੈ। ਇਸ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਜੈਲੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਣਾਅ ਦੁਆਰਾ ਸਮਝਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਸੋਜ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ \(\:\rho\:\\) ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 2 (A, B ਅਤੇ C) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ CT ਚਿੱਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕੁਝ ਪਾੜੇ ਦੇ ਨਿਰੀਖਣ ਦੁਆਰਾ ਇਸਦੀ ਹੋਰ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ।
ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਸਮੱਗਰੀਆਂ (A) 50, (B) 100, ਅਤੇ (C) 110 ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਤਸਵੀਰਾਂ। ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਨਮੂਨਿਆਂ (D) 50, (E) 100, (F) 110 ਵਿੱਚ ਸੈੱਲ ਨੰਬਰ ਅਤੇ ਪੋਰ ਆਕਾਰ ਵੰਡ।
ਚਿੱਤਰ 3 (A, B, C) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਤਸਵੀਰਾਂ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੀ ਆਪਟੀਕਲ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਵਿਆਸ ਵਾਲੇ ਪੋਰਸ ਦੀਆਂ ਤਸਵੀਰਾਂ ਨੂੰ ਸਪਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਪੋਰਸ ਨੰਬਰ ਅਤੇ ਵਿਆਸ ਦੀ ਵੰਡ ਦੀ ਗਣਨਾ ImageJ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਹਰੇਕ ਨਮੂਨੇ ਲਈ ਛੇ ਤਸਵੀਰਾਂ ਲਈਆਂ ਗਈਆਂ ਸਨ, ਹਰੇਕ ਚਿੱਤਰ ਦਾ ਆਕਾਰ 1125.27 μm × 843.96 μm ਸੀ, ਅਤੇ ਹਰੇਕ ਨਮੂਨੇ ਲਈ ਕੁੱਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ ਖੇਤਰ 5.7 mm² ਸੀ।
(ਏ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮਾਂ ਦਾ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਣਾਅ-ਖਿੱਚਾਅ ਵਿਵਹਾਰ। (ਬੀ) ਘਾਤਕ ਫਿਟਿੰਗ। (ਸੀ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮਾਂ ਦਾ ਸੰਕੁਚਿਤ E0। (ਡੀ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮਾਂ ਦਾ ਅੰਤਮ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਣਾਅ ਅਤੇ ਖਿਚਾਅ।
ਚਿੱਤਰ 3 (D, E, F) ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪੋਰ ਆਕਾਰ ਦੀ ਵੰਡ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਇਕਸਾਰ ਹੈ, ਦਸਾਂ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰਾਂ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਲਗਭਗ 500 ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰਾਂ ਤੱਕ। ਪੋਰ ਦਾ ਆਕਾਰ ਮੂਲ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਇਕਸਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਹਵਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘਟਣ ਨਾਲ ਇਹ ਥੋੜ੍ਹਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਟੈਸਟ ਡੇਟਾ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, 50 ਮਿਲੀਲੀਟਰ ਨਮੂਨੇ ਦਾ ਔਸਤ ਪੋਰ ਆਕਾਰ 192.16 μm ਹੈ, ਮੱਧਮਾਨ 184.51 μm ਹੈ, ਅਤੇ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਪੋਰ ਦੀ ਗਿਣਤੀ 103 ਹੈ; 100 ਮਿਲੀਲੀਟਰ ਨਮੂਨੇ ਦਾ ਔਸਤ ਪੋਰ ਆਕਾਰ 156.62 μm ਹੈ, ਮੱਧਮਾਨ 151.07 μm ਹੈ, ਅਤੇ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਪੋਰ ਦੀ ਗਿਣਤੀ 109 ਹੈ; 110 ਮਿਲੀਲੀਟਰ ਨਮੂਨੇ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰੀ ਮੁੱਲ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 163.07 μm, 150.29 μm ਅਤੇ 115 ਹਨ। ਡੇਟਾ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਵੱਡੇ ਪੋਰਸ ਦਾ ਔਸਤ ਪੋਰ ਆਕਾਰ ਦੇ ਅੰਕੜਾਤਮਕ ਨਤੀਜਿਆਂ 'ਤੇ ਵਧੇਰੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਮੱਧਮ ਪੋਰ ਆਕਾਰ ਪੋਰ ਆਕਾਰ ਦੇ ਬਦਲਾਅ ਦੇ ਰੁਝਾਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਰਸਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਨਮੂਨਾ ਵਾਲੀਅਮ 50 ਮਿ.ਲੀ. ਤੋਂ 110 ਮਿ.ਲੀ. ਤੱਕ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਪੋਰਸ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਵੀ ਵਧਦੀ ਹੈ। ਮੱਧਮ ਪੋਰ ਵਿਆਸ ਅਤੇ ਪੋਰ ਨੰਬਰ ਦੇ ਅੰਕੜਾਤਮਕ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੂੰ ਜੋੜਦੇ ਹੋਏ, ਇਹ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਵਧਦੀ ਮਾਤਰਾ ਦੇ ਨਾਲ, ਨਮੂਨੇ ਦੇ ਅੰਦਰ ਛੋਟੇ ਆਕਾਰ ਦੇ ਹੋਰ ਪੋਰਸ ਬਣਦੇ ਹਨ।
ਮਕੈਨੀਕਲ ਟੈਸਟ ਡੇਟਾ ਚਿੱਤਰ 4A ਅਤੇ 4D ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 4A ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਣਾਅ-ਖਿੱਚਾਅ ਵਿਵਹਾਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਸਾਰੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਤਣਾਅ-ਖਿੱਚਾਅ ਵਿਵਹਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਹਰੇਕ ਨਮੂਨੇ ਲਈ, ਵਧਦੇ ਤਣਾਅ ਦੇ ਨਾਲ ਤਣਾਅ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਣਾਅ-ਖਿੱਚਾਅ ਵਿਵਹਾਰ ਲਈ ਇੱਕ ਘਾਤਕ ਵਕਰ ਫਿੱਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਚਿੱਤਰ 4B ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ 'ਤੇ ਇੱਕ ਅਨੁਮਾਨਿਤ ਮਾਡਲ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਘਾਤਕ ਫੰਕਸ਼ਨ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਨਤੀਜੇ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮਾਂ ਲਈ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਮਾਡਿਊਲਸ (E0) ਦਾ ਵੀ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਦੇ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਦੇ ਸਮਾਨ, ਸੰਕੁਚਿਤ ਯੰਗ ਦੇ ਮਾਡਿਊਲਸ ਦੀ ਜਾਂਚ 20% ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਟੈਸਟਾਂ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ 4C ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਚਿੱਤਰ 4C ਵਿੱਚ ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਨਮੂਨਾ 50 ਤੋਂ ਨਮੂਨਾ 110 ਤੱਕ ਘਟਦਾ ਹੈ, ਅਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦਾ ਸੰਕੁਚਿਤ ਯੰਗ ਦਾ ਮਾਡਿਊਲਸ E0 10.86 kPa ਤੋਂ 18 kPa ਤੱਕ ਵਧਦਾ ਹੈ।
ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਪੂਰੇ ਤਣਾਅ-ਖਿੱਚ ਦੇ ਵਕਰ, ਅਤੇ ਨਾਲ ਹੀ ਅੰਤਮ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਣਾਅ ਅਤੇ ਖਿਚਾਅ ਮੁੱਲ, ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਚਿੱਤਰ 4D ਅਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਅੰਤਮ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਣਾਅ ਅਤੇ ਖਿਚਾਅ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਹਰੇਕ ਡੇਟਾ ਪੁਆਇੰਟ ਤਿੰਨ ਟੈਸਟ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦਾ ਔਸਤ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਅੰਤਮ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਣਾਅ 9.84 kPa ਤੋਂ 17.58 kPa ਤੱਕ ਵਧਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਨਾਲ ਗੈਸ ਸਮੱਗਰੀ ਘਟਦੀ ਹੈ। ਅੰਤਮ ਖਿਚਾਅ ਲਗਭਗ 38% 'ਤੇ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 2 (A, B, ਅਤੇ C) ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਨਮੂਨੇ 50, 100, ਅਤੇ 110 ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ CT ਚਿੱਤਰ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਚਿੱਤਰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਬਣਿਆ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਲਗਭਗ ਸਮਰੂਪ ਹੈ। ਨਮੂਨੇ 100 ਅਤੇ 110 ਵਿੱਚ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਪਾੜੇ ਦੇਖੇ ਗਏ ਸਨ। ਇਹਨਾਂ ਪਾੜਿਆਂ ਦਾ ਗਠਨ ਜੈਲੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਣਾਅ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਹਰੇਕ ਨਮੂਨੇ ਦੇ 5 ਕਰਾਸ ਸੈਕਸ਼ਨਾਂ ਲਈ HU ਮੁੱਲਾਂ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਸੰਬੰਧਿਤ ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੇ ਨਾਲ ਸਾਰਣੀ 5 ਵਿੱਚ ਸੂਚੀਬੱਧ ਕੀਤਾ।
ਸਾਰਣੀ 5 ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਨੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ HU ਮੁੱਲ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ। 50 ਮਿ.ਲੀ., 100 ਮਿ.ਲੀ. ਅਤੇ 110 ਮਿ.ਲੀ. ਸਮੂਹਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ p ਮੁੱਲ 0.004 < 0.05 ਸੀ, ਜੋ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੀ ਅੰਕੜਾਤਮਕ ਮਹੱਤਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਟੈਸਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਤਿੰਨ ਨਮੂਨਿਆਂ ਵਿੱਚੋਂ, 50 ਮਿ.ਲੀ. ਮਿਸ਼ਰਣ ਵਾਲੇ ਨਮੂਨੇ ਵਿੱਚ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਨੇੜੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਗੁਣ ਸਨ। ਸਾਰਣੀ 5 ਦਾ ਆਖਰੀ ਕਾਲਮ ਮਾਪੇ ਗਏ ਫੋਮ ਮੁੱਲ \(\:\rho\:\) ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਨਤੀਜਾ ਹੈ। ਸਿਧਾਂਤਕ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨਾਲ ਮਾਪੇ ਗਏ ਡੇਟਾ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕਰਕੇ, ਇਹ ਪਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਸੀਟੀ ਸਕੈਨਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ HU ਮੁੱਲ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਧਾਂਤਕ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੇ ਨੇੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਬਦਲੇ ਵਿੱਚ ਚਿੱਤਰ 1C ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਗਣਨਾ ਦੇ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਦਾ ਮੁੱਖ ਉਦੇਸ਼ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਬਣਾਉਣਾ ਹੈ। ਇਹ ਉਦੇਸ਼ ਇੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ-ਅਧਾਰਤ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਸਤ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਟਿਸ਼ੂ-ਬਰਾਬਰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ ਜੋ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਜਿੰਨਾ ਸੰਭਵ ਹੋ ਸਕੇ ਨੇੜੇ ਹਨ। ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਦੇਸ਼ਤ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਸੋਡੀਅਮ ਐਲਜੀਨੇਟ ਘੋਲ, CaCO3, GDL ਅਤੇ SLES 70 ਨੂੰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਿਲਾ ਕੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨਿਕ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਇੱਕ ਸਮਰੂਪ ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਸਥਿਰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਬਦਲ ਕੇ, ਫੋਮ ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਨੂੰ ਆਪਣੀ ਮਰਜ਼ੀ ਨਾਲ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਾਧੇ ਦੇ ਨਾਲ, ਪੋਰ ਦਾ ਆਕਾਰ ਥੋੜ੍ਹਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪੋਰ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਵਧਦੀ ਹੈ। ਐਲਜੀਨੇਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਲਈ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਟੈਸਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਟੈਸਟਾਂ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਮਾਡਿਊਲਸ (E0) ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਸੀਮਾ ਵਿੱਚ ਹੈ। ਹਵਾ ਵਾਲੀਅਮ ਅਨੁਪਾਤ ਘਟਣ ਦੇ ਨਾਲ E0 ਵਧਦਾ ਹੈ। ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ (HU) ਦੇ ਮੁੱਲ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੇ CT ਡੇਟਾ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਅਤੇ ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦੇ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਨਤੀਜੇ ਅਨੁਕੂਲ ਸਨ। ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਮੁੱਲ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ HU ਮੁੱਲ ਦੇ ਨੇੜੇ ਵੀ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰੇਡੀਓਲੌਜੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਆਦਰਸ਼ ਸੁਮੇਲ ਨਾਲ ਟਿਸ਼ੂ-ਨਕਲ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜੇਲ ਫੋਮ ਬਣਾਉਣਾ ਸੰਭਵ ਹੈ।
ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ, ਮੌਜੂਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿਧੀਆਂ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਨ ਲਈ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਹਵਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਅਨੁਪਾਤ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕੰਟਰੋਲ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ ਤਾਂ ਜੋ ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾਵਾਂ ਅਤੇ ਅਸਲ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਤੋਂ ਭਵਿੱਖਬਾਣੀਆਂ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਮੌਜੂਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਮਕੈਨਿਕਸ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਤੱਕ ਵੀ ਸੀਮਤ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸਾਹ ਚੱਕਰ ਦੇ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਪੜਾਅ ਤੱਕ ਫੈਂਟਮ ਦੇ ਸੰਭਾਵੀ ਉਪਯੋਗ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਭਵਿੱਖ ਦੀ ਖੋਜ ਨੂੰ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਲੋਡਿੰਗ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੇ ਅਧੀਨ ਸੰਭਾਵੀ ਉਪਯੋਗਾਂ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰਨ ਲਈ ਟੈਂਸਿਲ ਟੈਸਟਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਸਥਿਰਤਾ ਦੀ ਜਾਂਚ ਤੋਂ ਲਾਭ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਹਨਾਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ, ਅਧਿਐਨ ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਰੇਡੀਓਲੋਜੀਕਲ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜਨ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਸਫਲ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਹੈ।
ਮੌਜੂਦਾ ਅਧਿਐਨ ਦੌਰਾਨ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਅਤੇ/ਜਾਂ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤੇ ਗਏ ਡੇਟਾਸੈੱਟ ਸੰਬੰਧਿਤ ਲੇਖਕ ਤੋਂ ਵਾਜਬ ਬੇਨਤੀ 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹਨ। ਪ੍ਰਯੋਗ ਅਤੇ ਡੇਟਾਸੈੱਟ ਦੋਵੇਂ ਹੀ ਦੁਬਾਰਾ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਯੋਗ ਹਨ।
ਸੌਂਗ, ਜੀ., ਆਦਿ। ਕੈਂਸਰ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਥੈਰੇਪੀ ਲਈ ਨਵੀਆਂ ਨੈਨੋਟੈਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਅਤੇ ਉੱਨਤ ਸਮੱਗਰੀਆਂ। ਐਡ. ਮੈਟਰ. 29, 1700996। https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (2017)।
ਕਿਲ, ਪੀਜੇ, ਆਦਿ। ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਓਨਕੋਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਸਾਹ ਦੀ ਗਤੀ ਪ੍ਰਬੰਧਨ 'ਤੇ AAPM 76a ਟਾਸਕ ਫੋਰਸ ਦੀ ਰਿਪੋਰਟ। ਮੈਡੀਕਲ ਫਿਜ਼. 33, 3874–3900। https://doi.org/10.1118/1.2349696 (2006)।
ਅਲ-ਮਾਇਆ, ਏ., ਮੋਸੇਲੀ, ਜੇ., ਅਤੇ ਬ੍ਰੌਕ, ਕੇ.ਕੇ. ਮਨੁੱਖੀ ਫੇਫੜਿਆਂ ਵਿੱਚ ਇੰਟਰਫੇਸ ਅਤੇ ਪਦਾਰਥਕ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕਤਾਵਾਂ ਦਾ ਮਾਡਲਿੰਗ। ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਦਵਾਈ ਅਤੇ ਜੀਵ ਵਿਗਿਆਨ 53, 305–317। https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (2008)।
ਵਾਂਗ, ਐਕਸ., ਆਦਿ। 3D ਬਾਇਓਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਟਿਊਮਰ ਵਰਗਾ ਫੇਫੜਿਆਂ ਦਾ ਕੈਂਸਰ ਮਾਡਲ। 3. ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ। 8 https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (2018)।
ਲੀ, ਐਮ., ਆਦਿ। ਫੇਫੜਿਆਂ ਦੇ ਵਿਗਾੜ ਦਾ ਮਾਡਲਿੰਗ: ਇੱਕ ਵਿਧੀ ਜੋ ਵਿਗਾੜਯੋਗ ਚਿੱਤਰ ਰਜਿਸਟ੍ਰੇਸ਼ਨ ਤਕਨੀਕਾਂ ਅਤੇ ਸਥਾਨਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਦਲਦੇ ਯੰਗ ਦੇ ਮਾਡਿਊਲਸ ਅਨੁਮਾਨ ਨੂੰ ਜੋੜਦੀ ਹੈ। ਮੈਡੀਕਲ ਫਿਜ਼. 40, 081902। https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013)।
Guimarães, CF et al. ਜੀਵਤ ਟਿਸ਼ੂ ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਅਤੇ ਟਿਸ਼ੂ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਲਈ ਇਸਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ। ਕੁਦਰਤ ਸਮੀਖਿਆ ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਵਾਤਾਵਰਣ 5, 351–370 (2020)।