एनीमे विज्ञान 101- बोरुतो भाग में निंजा तकनीक 2- दीवार पर चलना

वास्तविक दुनिया में लोगों की तुलना में नारुतो की दुनिया में नौजवानों के लिए वॉल वॉकिंग बहुत ही सामान्य और आसान कौशल है।

दीवार पर चलना
चक्र के साथ दीवार पर चलते नारुतो

नारुतो एक रहस्यमय ऊर्जा का उपयोग करके दीवार पर चलने वाले कौशल का प्रदर्शन करने में सक्षम है जिसे चक्र कहा जाता है जो नारुतो की दुनिया में लोगों के शरीर के माध्यम से घूमता है। वास्तविक दुनिया में भारतीय उपमहाद्वीप के धर्मों द्वारा चक्र का उपयोग ऊर्जा के संदर्भ में किया जाता है, जिसका मानना ​​है कि वे शरीर के माध्यम से प्रसारित होते हैं। विज्ञान ने अभी तक मानव शरीर के माध्यम से घूमने वाले चक्र या अन्य ऊर्जाओं के अस्तित्व को साबित करना है, लेकिन लोगों को दीवार पर चलने से रोका नहीं है।

वास्तविक दुनिया में दीवार चलना

नि: शुल्क चढ़ाई
उपकरण के साथ दीवार पर चढ़ना

जैसा कि मैंने बोरुतो में नई निंजा प्रौद्योगिकी पर पिछली पोस्ट में कहा था, ऐसा लगता है कि मंगा नारुतो में पाए जाने वाले अधिक रहस्यमय आधारित कौशल की तुलना में अधिक से अधिक विज्ञान आधारित प्रौद्योगिकियों की शुरुआत कर रहा है। एक अन्य उपकरण जिसे बोरुतो के नवीनतम अध्याय में पेश किया गया है वह जूते और दस्ताने का एक सेट है जो किसी को भी निंजा के रूप में चक्र का उपयोग किए बिना दीवारों पर चलने की अनुमति देता है।

दीवार पर चलना

दीवार पर चलना

दीवार पर चलना

एक बार फिर, एक स्पष्टीकरण दिया गया है, और इस बार यह वान डेर वाल्स बलों है। इस बार सवाल यह है कि वान डेर वाल्स सेनाएं क्या हैं, और दीवार पर चलने के साथ उन्हें क्या करना है?

परमाण्विक संरचना

इससे पहले कि मैं वान डेर वाल्स बलों की पूरी तरह से व्याख्या कर सकूं, मुझे बुनियादी रसायन विज्ञान, मुख्य रूप से परमाणु की संरचना, और रासायनिक संबंध को थोड़ा ढंकना होगा। परमाणुओं को बनाने वाले तीन उप-परमाणु कण हैं, जो ब्रह्मांड में सभी अवलोकनीय पदार्थों के निर्माण खंड हैं।

Proton- एक बड़ा धनात्मक आवेशित कण

Neutron- एक बड़ा तटस्थ कण

इलेक्ट्रॉन एक बहुत छोटा सा नकारात्मक कण

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु के केंद्र में पाए जाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर परिक्रमा करते हैं जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

परमाण्विक संरचना

यह मूल संरचना सभी तत्वों में नहीं बदलती है। क्या बदलता है प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या।

रासायनिक संबंध

परमाणु एक दूसरे के साथ मिलकर बड़े और बड़े यौगिक बनाते हैं जैसे पानी, या H2O। परमाणुओं की संख्या, परमाणुओं की विविधता और वे कैसे जुड़े हुए हैं यह यौगिक की अंतिम संरचना और गुणों को निर्धारित करता है। दो मुख्य प्रकार के रासायनिक बंधन हैं जो एक यौगिक बनाने के लिए अलग-अलग परमाणुओं को पकड़ते हैं: आयनिक और सहसंयोजक बंधन।

आयोनिक बांड

आयोनिक बॉन्ड को विद्युत आवेशों के साथ एक साथ रखा जाता है, जिससे धनात्मक आवेश ऋणात्मक आवेश की ओर आकर्षित होता है।

“लेकिन श्री एनीमे विज्ञान, मुझे लगा कि आपने कहा है कि सभी परमाणु अपनी प्राकृतिक स्थिति में तटस्थ थे?”

हां, सभी परमाणु अपनी स्वाभाविक स्थिति में तटस्थ हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि परमाणु स्थिर हैं या तटस्थ होना पसंद करते हैं। निष्पक्ष चेतावनी, मैं संक्षिप्तता और जटिलता की खातिर एक बिट निरीक्षण देने जा रहा हूं क्योंकि मैं इसे उच्च विद्यालय स्तर पर रखने की कोशिश कर रहा हूं। जैसा कि पहले कहा गया था, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर परिक्रमा करते हैं, लेकिन वे बेतरतीब ढंग से चारों ओर उड़ते नहीं हैं, वे ऊर्जा 1-7 में व्यवस्थित होते हैं; कम संख्या के साथ, इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितना करीब होता है। अगला, एक विशेष स्तर के सभी इलेक्ट्रॉनों को कक्षा, या कमरे में व्यवस्थित किया जाता है। एस, पी, डी और एफ लेबल वाले कई अलग-अलग कमरे हैं। केवल 2 के लिए हमें एस और पी की देखभाल करने की आवश्यकता है, जो एक संयुक्त 8 इलेक्ट्रॉनों को पकड़ सकते हैं। इसका मतलब यह है कि परमाणुओं के पास बाहरी स्तर पर या तो 8 इलेक्ट्रॉनों या 0 इलेक्ट्रॉनों की तरह है जो उस राज्य तक पहुंचने के लिए इलेक्ट्रॉनों को हासिल या खो देंगे।

तो हम कैसे जानते हैं कि एक परमाणु का बाहरी स्तर कितने इलेक्ट्रॉनों से शुरू होता है? यह आसान है – आवर्त सारणी के शीर्ष पर बाएं से दाएं चल रहे ए के साथ लेबल किए गए नंबरों को देखें।

1A- 1 इलेक्ट्रॉन

2A- 2 इलेक्ट्रॉनों

3A- 3 इलेक्ट्रॉनों

4A- 4 इलेक्ट्रॉनों

5A- 5 इलेक्ट्रॉन

6A- 6 इलेक्ट्रॉनों

7A- 7 इलेक्ट्रॉन

8A- 8 इलेक्ट्रॉनों

बी संख्या आज मुझे कवर करने की आवश्यकता के दायरे से परे है, इसलिए मैं उन्हें बाद के लिए बचाऊंगा।

अब आइए सोडियम पर एक नज़र डालें, जो स्तंभ 1 ए में है, जिसका अर्थ है कि इसकी बाहरी पंक्ति में 1 इलेक्ट्रॉन है। इसकी बाहरी पंक्ति में एक इलेक्ट्रॉन के साथ सोडियम तटस्थ है, लेकिन यह अपने बाहरी स्तर में सिर्फ 1 इलेक्ट्रॉन होने की तरह नहीं है। अपने बाहरी स्तर पर 8 या 0 इलेक्ट्रॉनों तक पहुंचने के लिए, इसका मतलब है कि सोडियम को 7 इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करना है या 1 को खोना है, और 7 इलेक्ट्रॉनों की तुलना में 1 इलेक्ट्रॉन को खोना बहुत आसान है। जब सोडियम 1 इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो इसका समग्र आवेश 0 से बदल जाता है या तटस्थ से धनात्मक +1 हो जाता है। (वह विस्फोट जो आपको तब मिलता है जब आप पानी में सोडियम गिराते हैं, सभी सोडियम परमाणु तेजी से 0 से +1 तक शिफ्ट हो जाते हैं)। दूसरी ओर क्लोरीन, कॉलम 7A में है और इसके बाहरी स्तर में 7 इलेक्ट्रॉन हैं, और 1 इलेक्ट्रॉन हासिल करने की तुलना में 7 इलेक्ट्रॉनों को खोना आसान है, क्लोरीन को -1 का प्रभार देना। सकारात्मक सोडियम अब नकारात्मक क्लोरीन के लिए आकर्षित होता है, जिससे टेबल नमक बनता है।

इसका मतलब यह है कि परमाणु जिस चार्ज पर निर्भर करता है, उस चार्ज को निर्धारित करना आसान है।

1A- +1

2A- +2

3A- +3

4A- +4 या -4 लेकिन ऐसा शायद ही कभी होता है

5A- -3

6A- -1

7A- -1

8A- हर समय तटस्थ और किसी भी बंधन को बिल्कुल भी नहीं बनाता है

सहसंयोजक बांड

सहसंयोजक बंधन में परमाणु पूरी तरह से खोने या प्राप्त करने के बजाय एक दूसरे के साथ इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं। चूंकि परमाणु इलेक्ट्रॉनों को साझा कर रहे हैं, इसलिए सभी शामिल परमाणुओं के लिए कुल 8 तक पहुंचने का लक्ष्य है। उदाहरण के लिए, H2O या पानी पर करीब से नज़र डालें।

ऑक्सीजन कॉलम 6 ए में है और 6 इलेक्ट्रॉनों में है और हाइड्रोजन कॉलम 1 ए में है और इसमें 1 इलेक्ट्रॉन है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, 2 हाइड्रोजन परमाणु अपने इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन परमाणु के साथ साझा करते हैं, जिससे ऑक्सीजन परमाणु 8 इलेक्ट्रॉनों को देते हैं।

“लेकिन श्री एनीमे विज्ञान, हाइड्रोजेन अभी भी केवल 2 इलेक्ट्रॉनों प्रत्येक है।”

सही, लेकिन हाइड्रोजन 0 या 8 नियम का एक अपवाद है और केवल 8 के बजाय 2 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता है।

दो प्रकार के सहसंयोजक बंधन हैं। पहले प्रकार को गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक कहा जाता है और जैसा कि ऊपर वर्णित है वैसा ही है। दूसरे प्रकार को ध्रुवीय सहसंयोजक कहा जाता है, और थोड़ा अलग होता है।

ध्रुवीय सहसंयोजक

जब दो परमाणु एक सहसंयोजक बंधन में उनके बीच इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं, तो साझाकरण हमेशा बराबर नहीं होता है। यह कल्पना करने का सबसे आसान तरीका युद्ध की प्रतियोगिता के बारे में सोचना है। यदि दोनों परमाणु समान हैं, तो इलेक्ट्रॉन बीच में बैठेगा, परमाणु के साथ या तो बराबर समय बिताएगा।

सहसंयोजक

ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन में यदि परमाणुओं में से एक इलेक्ट्रॉनों (उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी) पर एक मजबूत खिंचाव होता है, तो परमाणु युद्ध की गति को जीत लेता है और इलेक्ट्रॉनों को मजबूत परमाणु के पास अधिक समय बिताना पड़ता है।

ध्रुवीय

इलेक्ट्रॉनों को अभी भी साझा किया गया है, यह सिर्फ इतना है कि वे अधिक मजबूत परमाणु के पास और कमजोर के पास कम समय बिता रहे हैं। इसका मतलब यह है कि मजबूत परमाणु (उच्चतर विद्युतीयता के साथ) केवल एक छोटा सा नकारात्मक हो रहा है, जबकि कमजोर परमाणु समाप्त होता है बस थोड़ा सा सकारात्मक होता है।

वान डेर वाल्स फोर्स

अब जब आपको परमाणुओं और रासायनिक बंधनों की बुनियादी समझ है, तो मैं वान डेर वाल्स बलों के बारे में बात करना शुरू कर सकता हूं। पहले व्यक्तिगत आधार पर वान डेर वाल्स बल बहुत कमजोर हैं, लेकिन यदि आपके पास पर्याप्त कमजोर बांड हैं, तो आप एक मजबूत बंधन बना सकते हैं। यह मूल रूप से पुराने कहावत का रसायन विज्ञान संस्करण है, “एक तीर को तोड़ना आसान है, लेकिन यदि आपके पास तीरों का एक पूरा गुच्छा है, तो उन्हें तोड़ना इतना आसान नहीं है।”

जैसा कि वे क्यों होते हैं, यह याद रखें कि सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज स्वाभाविक रूप से एक दूसरे की ओर खींचे जाते हैं, जैसा कि हम आयनिक बांड में देखते हैं। अब उसको, ध्रुवीय सहसंयोजक बंधों में जोड़ें, जो इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं, लेकिन जैसा कि पहले कहा गया था कि यह समान बंटवारा नहीं है। इसका मतलब यह है कि परमाणु का एक पक्ष थोड़ा सकारात्मक होगा, और एक पक्ष थोड़ा नकारात्मक होगा। यौगिक के इन थोड़े सकारात्मक और नकारात्मक पक्षों को अन्य आवेशित कणों की ओर आकर्षित किया जा सकता है।

वैन डेर वाल्स फोर्स

इस प्रकार की बातचीत को हाइड्रोजन बंधन भी कहा जाता है, क्योंकि यौगिकों के हाइड्रोजन परमाणु अक्सर इस प्रकार के संबंध में शामिल होते हैं। जबकि ऊपर की तस्वीर में हम व्यक्तिगत पानी के अणुओं (एच 2 ओ), हाइड्रोजन बॉन्डिंग (वान डेर वाल्स बलों द्वारा संचालित) के बीच कमजोर सकारात्मक और नकारात्मक बातचीत देखते हैं, ये बातचीत विभिन्न प्रकार के अणुओं के बीच हो सकती हैं। यह वही है जो उन कपों को अलग करना मुश्किल बनाता है जिन्हें आप पूरी तरह से सूखने से पहले एक साथ ढेर कर देते हैं। वस्तुतः कप पानी के साथ मिलकर उनमें से प्रत्येक के लिए कई हाइड्रोजन बांडों से चिपके होते हैं।

आसंजन

दीवार चलना

दीवार पर चलना

तो बस जियोकस कैसे दीवारों पर चलने में सक्षम हैं? इसका उत्तर आश्चर्यजनक रूप से सरल है और इसका जवाब है वान डेर वाल्स सेना। वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन, या हाइड्रोजन बांड, उन पदार्थों के बीच बन सकते हैं जिनमें ध्रुवीय बंधन होते हैं, जिसमें जीवित जीवों की त्वचा भी शामिल होती है। बहुत कम जीवित जीव वास्तव में दीवारों पर चढ़ सकते हैं यही कारण है कि हम बहुत भारी हैं, और गुरुत्वाकर्षण बल पर काबू पाने के लिए पर्याप्त हाइड्रोजन बांड नहीं बना सकते हैं। जेकॉस के पैर एक चिपचिपे पदार्थ में ढंके हुए नहीं हैं जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, लेकिन लाखों छोटे बाल। एक गेको के पैर का वास्तविक सतह क्षेत्र आपकी अपेक्षा से बहुत बड़ा है।

दीवार पर चलना
त्वचा एक जेको के पैर पर मोड़ती है
दीवार पर चलना
त्वचा कोशिका सिलवटों और एक जेको के पैर पर बाल

जेको के पैर पर सभी तह और बाल इसे सतह का एक बड़ा हिस्सा देते हैं, जिससे अधिक हाइड्रोजन बॉन्डिंग होती है। इन सभी छोटे कमजोर बंधों का योग गुरुत्वाकर्षण बल से अधिक होने के कारण जुड़ता है, यही वजह है कि यह जिस दीवार पर चढ़ता है उसके ऊपर जेको नीचे नहीं गिरता है।

वास्तविक विश्व अनुप्रयोग

बोरूटो के अध्याय 18 में देखे गए जूते और दस्ताने उतने नहीं हैं जितने कि वे यह देखकर प्रकट हो सकते हैं कि वे जानवरों पर आधारित हैं जो वास्तविक दुनिया में दीवारों पर चल सकते हैं। जियोको के पैरों से चिपकने वाली टेप बनाने के लिए वैज्ञानिक अब तक चले गए हैं।

विज्ञान ने अभी तक गेको और अन्य दीवार पर चढ़ने वाली छिपकलियों के पैरों को पूरी तरह से दोहराया है, इसलिए नहीं कि हम पूरी तरह से नहीं समझते हैं कि वे दीवार से कैसे चिपके हैं, लेकिन यह चिपके हुए और अस्थिर का नियमन है जो इसे और अधिक करने की अनुमति देता है मुश्किल।

वॉल वॉकिंग निष्कर्ष

बोरूटो मंगा यह बताने में सही है कि दस्ताने और जूते जो किसी व्यक्ति को दीवारों पर चलने की अनुमति दे सकते हैं, एक गेको के पैरों के समान होगा, और वान डेर वाल्स बलों द्वारा संचालित किया जाएगा। हालांकि, बोरुतो में नई निंजा तकनीक की पिछली किस्त की तरह, यह केवल प्रशंसनीय है, क्योंकि विज्ञान ने वास्तव में दीवार पर चलने वाले दस्ताने और जूते बनाने के लिए अभी तक किया है।

प्रशंसनीय
प्रशंसनीय

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अतिरिक्त पढ़ना

https://www.livescience.com/47307-how-geckos-stick-and-unstick-feet.html
https://www.newscientist.com/article/dn3726-synthetic-gecko-hairs-promise-walking-up-walls/
http://www.sciencemag.org/news/2002/08/how-geckos-stick-der-waals
https://www.scientificamerican.com/article/how-geckos-get-a-grip/