लगभग 2 एनएम चौड़े प्लैटिनम नैनोकण का आदर्श मॉडल, जो अलग-अलग परमाणुओं को दर्शाता है। | फोटो साभार: वादिम ए वोलोचेव
एक कलाकार के स्टैंसिल से प्रेरित होकर, वैज्ञानिकों की एक टीम ने सूक्ष्म सोने के कणों को पॉलिमर पैच के साथ ‘पेंट’ करने की एक अभूतपूर्व विधि विकसित की है, जो उन्हें नए और रोमांचक कार्य प्रदान करती है।
तकनीक, में प्रकाशित एक पेपर में विस्तृत है प्रकृतिवैज्ञानिकों को परमाणु परिशुद्धता के साथ नैनोकणों की सतह पर जटिल पैटर्न बनाने की अनुमति दे सकता है।
कल्पना कीजिए कि आप लेगो ईंटों का उपयोग करके एक जटिल मशीन बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो सभी एक जैसी हैं। यह बहुत कठिन होगा. नैनोटेक्नोलॉजी में वैज्ञानिकों को इसी तरह की चुनौती का सामना करना पड़ता है।
नैनोकण, जो मानव बाल की चौड़ाई से हजारों गुना छोटे कण हैं, चिकित्सा, इलेक्ट्रॉनिक्स और ऊर्जा में क्रांतिकारी प्रौद्योगिकियों के निर्माण खंड हैं। हालाँकि, वास्तव में जटिल और कार्यात्मक सामग्री बनाने के लिए, वैज्ञानिकों को विभिन्न सतह डोमेन या पैच वाले नैनोकणों की आवश्यकता होती है, जो मार्गदर्शन कर सकते हैं कि वे एक साथ कैसे जुड़ते हैं और विशेष पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। इन पैची नैनोकणों को सटीकता के साथ और बड़ी मात्रा में बनाना एक बड़ी बाधा रही है।
सफलता एक अप्रत्याशित जगह से मिली: एक कला वर्ग से। अमेरिका और दक्षिण कोरिया के शोधकर्ताओं ने महसूस किया कि वे स्टेंसिलिंग की सरल अवधारणा को नैनोस्केल में अपना सकते हैं। उनकी प्रक्रिया, जिसे “परमाणु स्टेंसिलिंग” कहा जाता है, दो मुख्य चरणों में काम करती है। पहले चरण में, आयोडाइड परमाणुओं का उपयोग सूक्ष्म स्टैंसिल के रूप में किया जाता है। ये परमाणु छोटे, रत्न जैसे सोने के नैनोकणों के कुछ सपाट चेहरों पर चुनिंदा रूप से चिपकते हैं, जिससे एक मुखौटा बनता है जो विशिष्ट क्षेत्रों को कवर करता है।
इसके बाद, वे पॉलिमर नामक लंबी-श्रृंखला वाले अणुओं का परिचय देते हैं। ये पॉलिमर पेंट की तरह काम करते हैं, लेकिन वे केवल सोने के नैनोकणों के उजागर क्षेत्रों से ही जुड़ सकते हैं।
आयोडाइड ‘मास्क’ की मात्रा को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करके, वैज्ञानिक पॉलिमर “पेंट” पैच के आकार, आकार और स्थान को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं। इस सरल लेकिन सुरुचिपूर्ण विधि ने उन्हें कस्टम-निर्मित नैनोकणों की एक विशाल विविधता बनाने की अनुमति दी।
उसी स्टेंसिलिंग तकनीक का उपयोग करके, टीम ने अद्वितीय पैटर्न के साथ 20 से अधिक प्रकार के पैची नैनोकणों को सफलतापूर्वक बनाया, जैसे कि उनके कोनों, चेहरों पर पैच और यहां तक कि वेब जैसी डिज़ाइन भी बनाई।
शायद सबसे उल्लेखनीय रूप से, पैच इतने समान थे कि नैनोकण स्वचालित रूप से खुद को बड़े, उच्च क्रम वाले 3 डी क्रिस्टल में व्यवस्थित कर सकते थे जिन्हें सुपरलैटिस कहा जाता था। यह प्रक्रिया, जिसे सेल्फ-असेंबली कहा जाता है, नैनोमटेरियल्स विज्ञान में एक पवित्र कब्र है। वर्षों तक, पैची नैनोकणों से ऐसी जटिल, गैर-बारीकी से पैक की गई संरचनाओं का निर्माण काफी हद तक सैद्धांतिक था। नए अध्ययन ने कथित तौर पर इस सिद्धांत को जीवंत कर दिया है, जिससे पता चलता है कि पैच को सही ढंग से डिजाइन करके, वैज्ञानिक कणों को विशिष्ट बड़े पैमाने के आर्किटेक्चर में खुद को बनाने के लिए निर्देशित कर सकते हैं।
नैनोकण डिज़ाइन पर नियंत्रण का यह नया स्तर मेटामटेरियल्स बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है, जो प्रकृति में नहीं पाए जाने वाले अद्वितीय गुणों वाली इंजीनियर सामग्री हैं, जैसे प्रकाश और ध्वनि को नए तरीकों से हेरफेर करने की क्षमता। अनुप्रयोग विशाल हैं, जो संभावित रूप से लक्षित दवा वितरण, अति-कुशल उत्प्रेरक, अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स और स्मार्ट सामग्रियों की नई श्रेणियों में प्रगति की ओर ले जा रहे हैं।
पेपर में लिखा है, “टीम की तकनीक अन्य नैनोकण प्रणालियों तक विस्तारित हो सकती है, जिसमें कोर नैनोकण संरचना, आकार, आकार के साथ-साथ पैच पॉलिमर रसायन विज्ञान की ट्यूनेबिलिटी असीमित है।” “उदाहरण के लिए, कण आकार और संश्लेषण स्थितियों द्वारा निर्धारित उनके समृद्ध पहलू व्यवहार के कारण सोने के नैनोरोड आगे के अध्ययन के लिए आशाजनक उम्मीदवार हैं।”
प्रकाशित – 22 अक्टूबर, 2025 04:01 अपराह्न IST