स्मार्ट टीवी व अन्य उपकरण और स्मार्ट बनेंगे

• इससे तस्वीरें और जीवंत नजर आयेंगी

• यह तकनीक प्रकाश और रंग दोनो में ठीक

• अन्य आभाषीय उपकरणों में भी प्रयोग होगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः पहले के जमाने के ब्लैक एंड ह्वाईट टीवी से अब हम फ्लैट या कर्भड टीवी तक आ पहुंचे हैं। इसी क्रम में इलेक्ट्रॉनिक वैज्ञानिकों ने इसे और उन्नत बनाने की दिशा में अपना काम निरंतर जारी रखा है। इसी क्रम में यह बताया गया है कि क्वांटम डॉट्स को शामिल करने वाले फ्लैट स्क्रीन टीवी अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं, लेकिन वाणिज्यिक उपकरणों के लिए उनके लंबे करीबी क्वांटम रॉड्स की सारणी बनाना अधिक कठिन हो गया है।

आभासी वास्तविकता उपकरणों के लिए 3डी छवियां उत्पन्न करने के लिए क्वांटम छड़ें प्रकाश के ध्रुवीकरण और रंग दोनों को नियंत्रित कर सकती हैं। मुड़े हुए डीएनए से बने मंचों का उपयोग करते हुए, एमआईटी इंजीनियर क्वांटम छड़ों के सरणियों को सटीक रूप से इकट्ठा करने का एक नया तरीका लेकर आए हैं।

इससे आभासी दृश्य में गहराई और आयाम जोड़ना आसान हो जाता है। क्वांटम छड़ों के साथ चुनौतियों में से एक यह है कि आप उन सभी को नैनोस्केल पर कैसे संरेखित करते हैं ताकि वे सभी एक ही दिशा में इंगित कर सकें? एमआईटी में जैविक इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और नए अध्ययन के वरिष्ठ लेखक मार्क बाथे कहते हैं। जब वे सभी 2डी सतह पर एक ही दिशा में इंगित कर रहे होते हैं, तो उन सभी में समान गुण होते हैं कि वे प्रकाश के साथ कैसे संवाद करते हैं और इसके ध्रुवीकरण को नियंत्रित करते हैं।

पिछले 15 वर्षों में, बाथे और अन्य ने डीएनए से बने नैनोस्केल संरचनाओं के डिजाइन और निर्माण में नेतृत्व किया है, जिसे डीएनए ओरिगेमी भी कहा जाता है। डीएनए, एक अत्यधिक स्थिर और प्रोग्राम करने योग्य अणु, छोटी संरचनाओं के लिए एक आदर्श निर्माण सामग्री है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, जिसमें दवाएं वितरित करना, बायोसेंसर के रूप में कार्य करना, या प्रकाश-संचयन सामग्री के लिए मचान बनाना शामिल है।

बाथे की प्रयोगशाला ने कम्प्यूटेशनल तरीके विकसित किए हैं जो शोधकर्ताओं को बस एक लक्ष्य नैनोस्केल आकार में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं जिसे वे बनाना चाहते हैं, और कार्यक्रम डीएनए के अनुक्रमों की गणना करेगा जो सही आकार में स्व-इकट्ठा हो जाएगा। उन्होंने स्केलेबल निर्माण विधियां भी विकसित कीं जो इन डीएनए-आधारित सामग्रियों में क्वांटम डॉट्स को शामिल करती हैं।

शोधकर्ताओं ने दिखाया कि वे स्केलेबल जैविक निर्माण का उपयोग करके सटीक स्थिति में क्वांटम डॉट्स को मचान करने के लिए डीएनए का उपयोग कर सकते हैं। उस काम को आगे बढ़ाते हुए, उन्होंने क्वांटम छड़ों को 2डी सरणियों में व्यवस्थित करने की चुनौती से निपटने के लिए मैकफर्लेन की प्रयोगशाला के साथ मिलकर काम किया, जो अधिक कठिन है क्योंकि छड़ों को एक ही दिशा में संरेखित करने की आवश्यकता होती है।

मौजूदा दृष्टिकोण जो छड़ों को एक दिशा में घुमाने के लिए कपड़े या विद्युत क्षेत्र के साथ यांत्रिक रगड़ का उपयोग करके क्वांटम छड़ों की संरेखित सारणी बनाते हैं, उन्हें केवल सीमित सफलता मिली है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च दक्षता वाले प्रकाश-उत्सर्जन के लिए छड़ों को एक-दूसरे से कम से कम 10 नैनोमीटर दूर रखने की आवश्यकता होती है, ताकि वे अपने पड़ोसियों की प्रकाश-उत्सर्जक गतिविधि को बुझाएं या दबा न दें।

इसे प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने क्वांटम छड़ों को हीरे के आकार की डीएनए ओरिगेमी संरचनाओं से जोड़ने का एक तरीका तैयार किया, जिसे उस दूरी को बनाए रखने के लिए सही आकार में बनाया जा सकता है। फिर ये डीएनए संरचनाएं एक सतह से जुड़ी होती हैं, जहां वे पहेली के टुकड़ों की तरह एक साथ फिट हो जाती हैं। कहा गया है कि क्वांटम छड़ें ओरिगेमी पर एक ही दिशा में बैठती हैं, इसलिए अब आपने इन सभी क्वांटम छड़ों को 2डी सतहों पर स्व-संयोजन के माध्यम से पैटर्न दिया है, और आप इसे माइक्रोएलईडी जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक माइक्रोन पैमाने पर कर सकते हैं।

इस दृष्टिकोण को कार्यान्वित करने के पहले कदम के रूप में, शोधकर्ताओं को डीएनए स्ट्रैंड को क्वांटम छड़ों से जोड़ने का एक तरीका खोजना पड़ा। ऐसा करने के लिए, चेन ने एक प्रक्रिया विकसित की जिसमें क्वांटम छड़ों के साथ मिश्रण में डीएनए को इमल्सीफाई करना, फिर मिश्रण को तेजी से निर्जलित करना शामिल है, जो डीएनए अणुओं को छड़ की सतह पर एक घनी परत बनाने की अनुमति देता है। इस प्रक्रिया में केवल कुछ मिनट लगते हैं, जो डीएनए को नैनोस्केल कणों से जोड़ने की किसी भी मौजूदा विधि की तुलना में बहुत तेज़ है, जो व्यावसायिक अनुप्रयोगों को सक्षम करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है।

ये डीएनए स्ट्रैंड फिर वेल्क्रो की तरह काम करते हैं, जिससे क्वांटम छड़ों को डीएनए ओरिगेमी टेम्पलेट से चिपकने में मदद मिलती है, जो एक पतली फिल्म बनाती है जो सिलिकेट सतह को कवर करती है। यह क्वांटम छड़ों की स्थिति के बारे में अच्छा स्थानिक और ओरिएंटेशनल नियंत्रण प्रदान करता है। अगले चरण ऐसे सारणी बनाने जा रहे हैं जो अधिक पदानुक्रमित हैं, कई अलग-अलग लंबाई के पैमाने पर क्रमादेशित संरचना के साथ।

इन क्वांटम रॉड सरणियों के आकार, आकार और स्थान को नियंत्रित करने की क्षमता सभी प्रकार के विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों के लिए प्रवेश द्वार है। डीएनए विनिर्माण सामग्री के रूप में विशेष रूप से आकर्षक है क्योंकि इसे जैविक रूप से उत्पादित किया जा सकता है, जो उभरती अमेरिकी जैव अर्थव्यवस्था के अनुरूप स्केलेबल और टिकाऊ दोनों है। पर्यावरण की दृष्टि से सुरक्षित क्वांटम छड़ों पर स्विच करने सहित कई शेष बाधाओं को हल करके इस काम को वाणिज्यिक उपकरणों के उत्पादन पर अगला ध्यान है।