थ्री डी तकनीक से आगे निकल रहा जेनेटिक विज्ञान, देखें वीडियो

डीएनए और पानी से बन रहे हैं नैनो-मशीनें

• खुद ही सारा काम कर लेती है

• नैनो-आर्किटेक्ट्स के लिए ब्लूप्रिंट

• भविष्य की तकनीक का आधार होगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः क्या आपने कभी सोचा है कि भविष्य की इमारतें खुद-ब-खुद कैसे बनेंगी? कोलंबिया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर ओलेग गैंग और उनकी टीम ने एक ऐसी ही अद्भुत तकनीक विकसित की है, जिसमें डीएनए और पानी का उपयोग करके बेहद छोटे नैनो-स्ट्रक्चर बनाए जा रहे हैं। यह तकनीक थ्री डी प्रिंटिंग से भी कहीं ज़्यादा उन्नत और कुशल है, खासकर जब बात अति-लघु और जटिल थ्री डी संरचनाओं की आती है।

आजकल इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने के लिए आमतौर पर फोटो-लिथोग्राफी जैसी टॉप-डाउन तकनीकें इस्तेमाल होती हैं। इनमें प्रकाश और सांचों का उपयोग करके सर्किट बनाए जाते हैं। हालांकि, ये तरीके जटिल थ्री डी संरचनाएं बनाने में संघर्ष करते हैं, और थ्री डी प्रिंटिंग अभी नैनो-स्तर पर काम करने में सक्षम नहीं है। इसके अलावा, ये सभी तरीके सीरियल होते हैं, यानी एक-एक करके चीज़ें बनाते हैं, जो धीमा और महंगा होता है।

देखें इससे संबंधित वीडियो

ओलेग गैंग ने प्रकृति से प्रेरणा लेते हुए बॉटम-अप सेल्फ-असेंबली की विधि विकसित की है। इसमें डीएनए का उपयोग करके नैनो-ब्लॉक खुद-ब-खुद एक साथ जुड़ते हैं, जैसे पहेली के टुकड़े। यह प्रक्रिया समांतर होती है, जिसका अर्थ है कि लाखों नैनो-स्ट्रक्चर एक साथ बन सकते हैं, जिससे समय और लागत दोनों की भारी बचत होती है। यह प्रक्रिया पर्यावरण के अनुकूल भी है, क्योंकि यह पानी में होती है।

डीएनए की खासियत यह है कि इसके चार न्यूक्लिक एसिड खास संयोजन में ही जुड़ते हैं, जिससे इसकी संरचना की भविष्यवाणी की जा सकती है। गैंग और उनकी टीम ने एक इन्वर्स डिज़ाइन रणनीति विकसित की है। इसका मतलब है कि यदि वे जानते हैं कि उन्हें कौन सी बड़ी, कार्यात्मक संरचना बनानी है, तो वे उसे छोटे घटकों में तोड़ सकते हैं और ऐसे डीएनए बिल्डिंग ब्लॉक बना सकते हैं जो खुद ही वांछित संरचना को आकार दे दें।

ये बिल्डिंग ब्लॉक डीएनए के आठ-तरफा ऑक्टाहेड्रल आकार के होते हैं, जिन्हें गैंग वोक्सेल कहते हैं। इन वोक्सेल में कोने पर कनेक्टर होते हैं जो उन्हें एक साथ जोड़ते हैं। मोसेस (मैपिंग ऑफ स्ट्रक्चरली इनकोडेड एसेंबली) नामक एक एल्गोरिथम, जो एक नैनो-स्केल कैड सॉफ्टवेयर की तरह है, यह तय करता है कि किसी भी मनचाही थ्री डी संरचना को बनाने के लिए किस डीएनए वोक्सेल का उपयोग किया जाना चाहिए।

इस नई तकनीक के कई संभावित अनुप्रयोग हैं। प्रकाश सेंसर और ऑप्टिकल कंप्यूटर के लिए नई सामग्री बनाना। मानव मस्तिष्क की जटिल कनेक्टिविटी की नकल करने वाले थ्री डी सर्किट बनाना। रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने वाली सामग्री विकसित करना। जैविक अनुसंधान और दवा वितरण के लिए संरचनाएं बनाना। सौर ऊर्जा को अधिक कुशलता से पकड़ने वाली सामग्री का निर्माण।

शोधकर्ताओं ने अपने डिजाइनों को सत्यापित करने के लिए उन्नत तकनीकों का उपयोग किया है, और उन्होंने पाया है कि परिणामी संरचनाएं उनके डिजाइनों से मेल खाती हैं। एक बार नैनो-उपकरण बन जाने के बाद, टीम उन्हें खनिज भी कर सकती है, जिससे डीएनए मचान एक मजबूत अकार्बनिक रूप में बदल जाता है।

ओलेग गैंग का मानना है कि यह अगली पीढ़ी की थ्री डी प्रिंटिंग है, जो नैनो-स्केल पर बड़े पैमाने पर समानांतर निर्माण को सक्षम बनाती है। यह सिर्फ एक शुरुआत है, और इस तकनीक से भविष्य में कई क्रांतिकारी नवाचारों की उम्मीद की जा सकती है।