বিজ্ঞানীরা ন্যানোসাইজড উপাদান উপাদান, অথবা "ন্যানো-বস্তু", যা বিভিন্ন ধরণের - অজৈব বা জৈব - কাঙ্ক্ষিত 3-D কাঠামোতে একত্রিত করার জন্য একটি প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছেন। যদিও স্ব-সমাবেশ (SA) সফলভাবে বিভিন্ন ধরণের ন্যানোম্যাটেরিয়াল সংগঠিত করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছে, প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত সিস্টেম-নির্দিষ্ট, উপকরণগুলির অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন কাঠামো তৈরি করে। আজ নেচার ম্যাটেরিয়ালস-এ প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে প্রকাশিত হিসাবে, তাদের নতুন ডিএনএ-প্রোগ্রামেবল ন্যানোফ্যাব্রিকেশন প্ল্যাটফর্মটি ন্যানোস্কেলে (এক বিলিয়ন মিটারের) একই নির্ধারিত উপায়ে বিভিন্ন 3-D উপকরণ সংগঠিত করতে প্রয়োগ করা যেতে পারে, যেখানে অনন্য অপটিক্যাল, রাসায়নিক এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য আবির্ভূত হয়।
"ব্যবহারিক প্রয়োগের জন্য SA কেন পছন্দের কৌশল নয় তার একটি প্রধান কারণ হল বিভিন্ন ন্যানোকম্পোনেন্ট থেকে অভিন্ন 3-D অর্ডার করা অ্যারে তৈরি করার জন্য একই SA প্রক্রিয়াটি বিভিন্ন উপকরণের বিস্তৃত পরিসরে প্রয়োগ করা যায় না," ব্যাখ্যা করেছেন সংশ্লিষ্ট লেখক ওলেগ গ্যাং, সেন্টার ফর ফাংশনাল ন্যানোম্যাটেরিয়ালস (CFN)-এর সফট অ্যান্ড বায়ো ন্যানোম্যাটেরিয়ালস গ্রুপের নেতা - ব্রুকহেভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে মার্কিন শক্তি বিভাগের (DOE) বিজ্ঞান ব্যবহারকারী সুবিধা - এবং কলাম্বিয়া ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের রাসায়নিক প্রকৌশল এবং ফলিত পদার্থবিদ্যা এবং পদার্থ বিজ্ঞানের অধ্যাপক। "এখানে, আমরা ধাতু, সেমিকন্ডাক্টর, এমনকি প্রোটিন এবং এনজাইম সহ বিভিন্ন অজৈব বা জৈব ন্যানো-বস্তুকে ধারণ করতে পারে এমন অনমনীয় পলিহেড্রাল ডিএনএ ফ্রেম ডিজাইন করে SA প্রক্রিয়াটিকে উপাদান বৈশিষ্ট্য থেকে আলাদা করেছি।"
বিজ্ঞানীরা ঘনক, অষ্টতলক এবং চতুতলক আকারে সিন্থেটিক ডিএনএ ফ্রেম তৈরি করেছেন। ফ্রেমের ভেতরে ডিএনএ "বাহু" রয়েছে যার সাথে শুধুমাত্র পরিপূরক ডিএনএ ক্রমযুক্ত ন্যানো-বস্তুই আবদ্ধ হতে পারে। এই উপাদান ভক্সেলগুলি - ডিএনএ ফ্রেম এবং ন্যানো-বস্তুর একীকরণ - হল সেই বিল্ডিং ব্লক যা থেকে ম্যাক্রোস্কেল 3-D কাঠামো তৈরি করা যেতে পারে। ফ্রেমগুলি একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে, তাদের শীর্ষবিন্দুতে এনকোড করা পরিপূরক ক্রম অনুসারে ভিতরে কোন ধরণের ন্যানো-বস্তু রয়েছে (বা নেই) তা নির্বিশেষে। তাদের আকৃতির উপর নির্ভর করে, ফ্রেমগুলির বিভিন্ন সংখ্যক শীর্ষবিন্দু থাকে এবং এইভাবে সম্পূর্ণ ভিন্ন কাঠামো তৈরি করে। ফ্রেমের ভিতরে থাকা যেকোনো ন্যানো-বস্তু সেই নির্দিষ্ট ফ্রেম কাঠামো গ্রহণ করে।
তাদের সমাবেশ পদ্ধতি প্রদর্শনের জন্য, বিজ্ঞানীরা ডিএনএ ফ্রেমের ভিতরে স্থাপনের জন্য অজৈব এবং জৈব ন্যানো-বস্তু হিসেবে ধাতব (সোনা) এবং অর্ধপরিবাহী (ক্যাডমিয়াম সেলেনাইড) ন্যানো পার্টিকেল এবং একটি ব্যাকটেরিয়া প্রোটিন (স্ট্রেপ্টাভিডিন) বেছে নিয়েছিলেন। প্রথমে, তারা সিএফএন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ফ্যাসিলিটি এবং ভ্যান অ্যান্ডেল ইনস্টিটিউটে ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ দিয়ে ইমেজিং করে ডিএনএ ফ্রেমের অখণ্ডতা এবং উপাদান ভক্সেল গঠন নিশ্চিত করেছিলেন, যেখানে জৈবিক নমুনার জন্য ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় কাজ করে এমন যন্ত্রের একটি স্যুট রয়েছে। এরপর তারা ব্রুকহেভেন ল্যাবের আরেকটি ডিওই অফিস অফ সায়েন্স ইউজার ফ্যাসিলিটি - ন্যাশনাল সিনক্রোট্রন লাইট সোর্স II (NSLS-II) - এর কোহেরেন্ট হার্ড এক্স-রে স্ক্যাটারিং এবং কমপ্লেক্স ম্যাটেরিয়ালস স্ক্যাটারিং বিমলাইনে 3-ডি ল্যাটিস কাঠামো পরীক্ষা করেছিলেন। কলাম্বিয়া ইঞ্জিনিয়ারিং বাইখভস্কি কেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের অধ্যাপক সনৎ কুমার এবং তার দল কম্পিউটেশনাল মডেলিং করেছিলেন যা প্রকাশ করেছিল যে পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা ল্যাটিস কাঠামো (এক্স-রে স্ক্যাটারিং প্যাটার্নের উপর ভিত্তি করে) ছিল পদার্থ ভক্সেল তৈরি করতে পারে এমন সবচেয়ে তাপগতিগতভাবে স্থিতিশীল।
"এই উপাদান ভক্সেলগুলি আমাদের পরমাণু (এবং অণু) এবং তাদের তৈরি স্ফটিক থেকে প্রাপ্ত ধারণাগুলি ব্যবহার শুরু করতে এবং ন্যানোস্কেলে আগ্রহের সিস্টেমে এই বিশাল জ্ঞান এবং ডাটাবেস পোর্ট করার অনুমতি দেয়," কুমার ব্যাখ্যা করেন।
কলম্বিয়ার গ্যাং-এর ছাত্ররা তখন দেখিয়েছিলেন যে কীভাবে অ্যাসেম্বলি প্ল্যাটফর্মটি রাসায়নিক এবং অপটিক্যাল ফাংশন সহ দুটি ভিন্ন ধরণের পদার্থের সংগঠনকে চালিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি ক্ষেত্রে, তারা দুটি এনজাইমকে একত্রিত করে, উচ্চ প্যাকিং ঘনত্বের 3-D অ্যারে তৈরি করে। যদিও এনজাইমগুলি রাসায়নিকভাবে অপরিবর্তিত ছিল, তারা এনজাইম্যাটিক কার্যকলাপে প্রায় চারগুণ বৃদ্ধি দেখিয়েছিল। এই "ন্যানোরিঅ্যাক্টর"গুলি ক্যাসকেড বিক্রিয়াগুলিকে পরিচালনা করতে এবং রাসায়নিকভাবে সক্রিয় পদার্থের তৈরি সক্ষম করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। অপটিক্যাল উপাদান প্রদর্শনের জন্য, তারা দুটি ভিন্ন রঙের কোয়ান্টাম ডট মিশ্রিত করেছিল - ক্ষুদ্র ন্যানোক্রিস্টাল যা উচ্চ রঙের স্যাচুরেশন এবং উজ্জ্বলতা সহ টেলিভিশন প্রদর্শন তৈরি করতে ব্যবহৃত হচ্ছে। একটি ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপ দিয়ে তোলা ছবিগুলি দেখায় যে গঠিত জালি আলোর বিচ্ছুরণ সীমা (তরঙ্গদৈর্ঘ্য) এর নীচে রঙের বিশুদ্ধতা বজায় রেখেছে; এই বৈশিষ্ট্যটি বিভিন্ন প্রদর্শন এবং অপটিক্যাল যোগাযোগ প্রযুক্তিতে উল্লেখযোগ্য রেজোলিউশন উন্নতির অনুমতি দিতে পারে।
"আমাদের পুনর্বিবেচনা করতে হবে কিভাবে উপকরণ তৈরি করা যায় এবং কিভাবে তারা কাজ করে," গ্যাং বলেন। "উপাদানের পুনঃনকশা প্রয়োজন নাও হতে পারে; কেবল নতুন উপায়ে বিদ্যমান উপকরণ প্যাকেজিং করলে তাদের বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পেতে পারে। সম্ভাব্যভাবে, আমাদের প্ল্যাটফর্মটি '3-D প্রিন্টিং উৎপাদনের বাইরে' একটি সক্ষম প্রযুক্তি হতে পারে যা অনেক ছোট স্কেলে এবং বৃহত্তর উপাদান বৈচিত্র্য এবং ডিজাইন করা রচনা সহ উপকরণ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। বিভিন্ন উপাদান শ্রেণীর কাঙ্ক্ষিত ন্যানো-বস্তু থেকে 3-D জালি তৈরির জন্য একই পদ্ধতি ব্যবহার করে, যেগুলি অন্যথায় বেমানান বলে বিবেচিত হবে সেগুলিকে একীভূত করে, ন্যানো উৎপাদনে বিপ্লব আনতে পারে।"
DOE/Brookhaven National Laboratory দ্বারা সরবরাহিত উপকরণ। দ্রষ্টব্য: শৈলী এবং দৈর্ঘ্যের জন্য বিষয়বস্তু সম্পাদনা করা যেতে পারে।
সায়েন্সডেইলির বিনামূল্যের ইমেল নিউজলেটারগুলির মাধ্যমে সর্বশেষ বিজ্ঞানের খবর পান, যা প্রতিদিন এবং সাপ্তাহিকভাবে আপডেট করা হয়। অথবা আপনার আরএসএস রিডারে প্রতি ঘণ্টায় আপডেট হওয়া নিউজফিডগুলি দেখুন:
ScienceDaily সম্পর্কে আপনার মতামত আমাদের জানান — আমরা ইতিবাচক এবং নেতিবাচক উভয় মন্তব্যকেই স্বাগত জানাই। সাইটটি ব্যবহারে কোন সমস্যা হচ্ছে? কোন প্রশ্ন?
পোস্টের সময়: জুলাই-০৪-২০২২