गैर-नवीकरणीय संसाधनों के लिए बेहतर और लंबे समय तक चलने वाले विकल्प विकसित करने के लिए लगातार प्रयास किए जा रहे हैं। हाल ही में, एक नए अध्ययन में, UNSW के शोधकर्ता बैक्टीरिया नैनोवायर के साथ हरित इलेक्ट्रॉनिक्स विकसित कर रहे हैं। उन्होंने बैक्टीरिया द्वारा बनाए गए प्रोटीन फिलामेंट को संशोधित किया है ताकि वे बिजली ले जा सकें। उन्होंने खुलासा किया कि ये संशोधित प्रोटीन नैनोवायर हवा में नमी का उपयोग करके कम दूरी पर बिजली का संचालन कर सकते हैं।
इस शोध पत्र के प्रमुख लेखक डॉ. लोरेंजो ट्रावाग्लिनी ने कहा, "हमारे निष्कर्ष प्रोटीन पर आधारित टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल विद्युत घटकों और उपकरणों के विकास की संभावनाएं खोलते हैं।" उन्होंने आगे कहा, "ये इंजीनियर नैनोवायर भविष्य में ऊर्जा संचयन, जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों और पर्यावरण संवेदन में नवाचारों का मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं।"
प्रोटीन इंजीनियरिंग और नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स के अंतर्विषयक क्षेत्र में हो रहे ये विकास कुछ आशाजनक संभावनाएं पैदा करते हैं। ये जैविक प्रणालियों को इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से जोड़ने वाली उन्नत प्रौद्योगिकियों के नवाचार में सहायक हो सकते हैं।
इन विकासों के बारे में बात करते हुए, स्कूल ऑफ बायोटेक्नोलॉजी एंड बायोमॉलिक्यूलर साइंसेज के SYNbioLAB में डॉ. डोमिनिक ग्लोवर के मार्गदर्शन में काम कर रहे डॉ . ट्रावाग्लिनी ने कहा, “हमारा अंतिम लक्ष्य बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित सामग्रियों को संशोधित करके इलेक्ट्रॉनिक घटक बनाना है। इससे हरित इलेक्ट्रॉनिक्स के एक नए युग की शुरुआत हो सकती है, जिससे अधिक टिकाऊ भविष्य को आकार देने में मदद मिलेगी।”
शुरू में, डॉ. ट्रावग्लिनी और डॉ. ग्लोवर दोनों ही प्राकृतिक सामग्री को सुचालक तार में बदलना चाहते थे। लेकिन उन्हें कुछ अप्रत्याशित चीज़ मिली।
इस संबंध में डॉ. ट्रावाग्लिनी ने कहा, "हमने यह देखना शुरू किया कि जिसे 'परिवेशीय परिस्थितियां' माना जाता है, यानी 20%-30% आर्द्रता के बीच, विद्युत प्रवाह अधिक मजबूत था।"
प्राकृतिक प्रेरणा
प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले जीवाणु भी अपने चालक तंतुओं या नैनोवायरों का उपयोग करके अपनी झिल्लियों के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों का संचरण करते हैं। ये विशेष तंतु जीवित कोशिकाओं से जुड़ सकते हैं। मानव-मशीन संबंध का उपयोग करके शरीर के भीतर संकेतों को ट्रैक करने के लिए बायो सेंसर में ये काफी उपयोगी साबित हो सकते हैं।
हालांकि, बैक्टीरिया से सीधे निकाले जाने पर, इन प्राकृतिक नैनोवायरों को संशोधित करना मुश्किल हो जाता है और इनकी कार्यक्षमता सीमित हो जाती है। शोधकर्ताओं की टीम ने पाया कि बैक्टीरिया द्वारा निर्मित प्रोटीन अपने आप में बिजली का अच्छा संवाहक नहीं होता। उन्हें इसमें एक विशिष्ट घटक, हीम अणु , को शामिल करना आवश्यक था। यही इस पहेली का गुमशुदा हिस्सा साबित हुआ।
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ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए आर्द्रता का उपयोग करना
हीम एक छोटे वृत्त के समान होता है जिसके केंद्र में एक लोहे का परमाणु स्थित होता है। यह वृत्ताकार संरचना, जिसे पोर्फिरिन रिंग भी कहा जाता है, फेफड़ों से शरीर के अन्य भागों तक लाल रक्त कोशिकाओं में ऑक्सीजन ले जाने में मदद करती है।
- टीम ने विश्लेषण किया कि ये तंतु कितनी अच्छी तरह से बिजली का संचालन करते हैं। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने सामग्री को एक इलेक्ट्रोड पर रखा और विद्युत विभव लगाया।
- फिर उन्होंने कुछ और परीक्षण करने का फैसला किया। 2 स्वर्ण इलेक्ट्रोडों के बीच रखी गई सामग्री की मोटी मात्रा का उपयोग किया गया.
- यह समझने के बाद कि फिलामेंट आर्द्रता पर प्रतिक्रिया करता है, उन्होंने एक बुनियादी आर्द्रता सेंसर विकसित किया।
- इस उपकरण में केवल सांस लेने से, यह उन्हें मापें कि हवा में नमी के साथ धारा कैसे बदलती है।
डॉ. ट्रावाग्लिनी ने आगे कहा, "हमने पाया कि फाइबर की चालकता में प्रत्येक शिखर एक साँस छोड़ने के अनुरूप था।"
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भविष्य की अनेक संभावनाएँ
यूएनएसडब्ल्यू के शोधकर्ता बैक्टीरिया नैनोवायरों के साथ हरित इलेक्ट्रॉनिक्स विकसित कर रहे हैं और यह पर्यावरण के अनुकूल और सुरक्षित सामग्रियों से विद्युत उपकरणों के उत्पादन का मार्ग प्रशस्त कर सकता है , जिन्हें अत्यंत कम बिजली की आवश्यकता होगी।
हीम की रासायनिक संरचना या तंतु के आसपास के वातावरण को बदलकर, इन प्रोटीन समूहों के गुणों को समायोजित किया जा सकता है। वैज्ञानिकों की टीम वर्तमान में प्रकाश-संवेदनशीलता जैसे गुणों को बदलने के लिए विभिन्न पोर्फिरिन अणुओं का प्रयोग कर रही है। डॉ. ट्रावाग्लिनी ने टिप्पणी की, "प्राकृतिक जीवाणु नैनोवायरों के साथ इस स्तर का नियंत्रण प्राप्त करना कठिन है, जो हमारे संश्लेषणात्मक दृष्टिकोण की बहुमुखी प्रतिभा और क्षमता को दर्शाता है।"
डॉ. ट्रावाग्लिनी इस बात पर ज़ोर देते हैं कि उनकी टीम अभी अपने शोध के शुरुआती चरण में है। उनका सुझाव है कि इन विशेष रूप से निर्मित फिलामेंट्स को हमारे दैनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में लागू होते देखने में अभी कुछ समय लगेगा।
स्रोत : जीवाणुओं से बने 'नैनोवायर' वैज्ञानिकों को हरित इलेक्ट्रॉनिक्स विकसित करने में मदद कर सकते हैं।
