বিজ্ঞানীরা একটি প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছেন ন্যানোসাইজড উপাদান উপাদান, বা "ন্যানো-বস্তু", খুব ভিন্ন ধরনের - অজৈব বা জৈব - পছন্দসই 3-ডি কাঠামোতে একত্রিত করার জন্য। যদিও স্ব-সমাবেশ (SA) সফলভাবে বিভিন্ন ধরণের ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলিকে সংগঠিত করতে ব্যবহৃত হয়েছে, প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত সিস্টেম-নির্দিষ্ট, উপকরণগুলির অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন কাঠামো তৈরি করে। নেচার ম্যাটেরিয়ালস-এ আজ প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে রিপোর্ট করা হয়েছে, তাদের নতুন ডিএনএ-প্রোগ্রামেবল ন্যানোফ্যাব্রিকেশন প্ল্যাটফর্মটি ন্যানোস্কেলে (একটি মিটারের বিলিয়নথ) বিভিন্ন 3-ডি উপকরণগুলিকে একইভাবে সংগঠিত করতে প্রয়োগ করা যেতে পারে, যেখানে অনন্য অপটিক্যাল, রাসায়নিক , এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য আবির্ভূত হয়।
"ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য SA পছন্দের কৌশল না হওয়ার একটি প্রধান কারণ হল যে একই SA প্রক্রিয়াটি বিভিন্ন ন্যানোকম্পোনেন্ট থেকে অভিন্ন 3-ডি অর্ডারযুক্ত অ্যারে তৈরি করতে বিস্তৃত উপকরণ জুড়ে প্রয়োগ করা যায় না," সংশ্লিষ্ট লেখক ওলেগ গ্যাং ব্যাখ্যা করেছেন , সেন্টার ফর ফাংশনাল ন্যানোমেটেরিয়ালস (CFN)-এ সফট অ্যান্ড বায়ো ন্যানোমেটেরিয়ালস গ্রুপের নেতা - মার্কিন শক্তি বিভাগ (DOE) ব্রুকহেভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে সায়েন্স ইউজার ফ্যাসিলিটি অফিস — এবং কলম্বিয়া ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের কেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং এবং অ্যাপ্লাইড ফিজিক্স অ্যান্ড ম্যাটেরিয়াল সায়েন্সের অধ্যাপক। "এখানে, আমরা ধাতু, সেমিকন্ডাক্টর এবং এমনকি প্রোটিন এবং এনজাইম সহ বিভিন্ন অজৈব বা জৈব ন্যানো-বস্তুকে আবদ্ধ করতে পারে এমন অনমনীয় পলিহেড্রাল ডিএনএ ফ্রেমগুলি ডিজাইন করে বস্তুগত বৈশিষ্ট্যগুলি থেকে SA প্রক্রিয়াটিকে ডিকপল করেছি।"
বিজ্ঞানীরা একটি ঘনক, অষ্টহেড্রন এবং টেট্রাহেড্রনের আকারে সিন্থেটিক ডিএনএ ফ্রেম তৈরি করেছিলেন। ফ্রেমের অভ্যন্তরে ডিএনএ "বাহুবলী" রয়েছে যা শুধুমাত্র পরিপূরক ডিএনএ ক্রম সহ ন্যানো-বস্তুগুলি আবদ্ধ হতে পারে। এই উপাদান ভক্সেলগুলি - ডিএনএ ফ্রেম এবং ন্যানো-অবজেক্টের একীকরণ - হল বিল্ডিং ব্লক যা থেকে ম্যাক্রোস্কেল 3-ডি কাঠামো তৈরি করা যেতে পারে। ফ্রেমগুলি একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে তা নির্বিশেষে যে কোন ধরণের ন্যানো-বস্তু ভিতরে (বা না) তাদের শীর্ষবিন্দুতে এনকোড করা পরিপূরক ক্রম অনুসারে। তাদের আকৃতির উপর নির্ভর করে, ফ্রেমের বিভিন্ন সংখ্যক শীর্ষবিন্দু থাকে এবং এইভাবে সম্পূর্ণ ভিন্ন কাঠামো তৈরি করে। ফ্রেমের ভিতরে হোস্ট করা যেকোন ন্যানো-বস্তু সেই নির্দিষ্ট ফ্রেমের কাঠামোকে গ্রহণ করে।
তাদের সমাবেশ পদ্ধতি প্রদর্শন করার জন্য, বিজ্ঞানীরা ডিএনএ ফ্রেমের ভিতরে স্থাপন করা অজৈব এবং জৈব ন্যানো-বস্তু হিসাবে ধাতব (স্বর্ণ) এবং অর্ধপরিবাহী (ক্যাডমিয়াম সেলেনাইড) ন্যানো পার্টিকেল এবং একটি ব্যাকটেরিয়া প্রোটিন (স্ট্রেপ্টাভিডিন) নির্বাচন করেছেন। প্রথমত, তারা সিএফএন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ফ্যাসিলিটি এবং ভ্যান অ্যান্ডেল ইনস্টিটিউটে ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ দিয়ে ইমেজিংয়ের মাধ্যমে ডিএনএ ফ্রেমের অখণ্ডতা এবং উপাদান ভক্সেলের গঠন নিশ্চিত করেছে, যেখানে জৈবিক নমুনার জন্য ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় কাজ করে এমন যন্ত্রের স্যুট রয়েছে। তারপরে তারা ন্যাশনাল সিনক্রোট্রন লাইট সোর্স II (NSLS-II)-এর সুসংগত হার্ড এক্স-রে স্ক্যাটারিং এবং কমপ্লেক্স মেটেরিয়ালস স্ক্যাটারিং বিমলাইনে 3-ডি জালির কাঠামোগুলি পরীক্ষা করে - ব্রুকহেভেন ল্যাবের আরেকটি ডিওই অফিস অফ সায়েন্স ইউজার ফ্যাসিলিটি। কলম্বিয়া ইঞ্জিনিয়ারিং বাইখভস্কি রাসায়নিক প্রকৌশলের অধ্যাপক সনত কুমার এবং তার দল গণনামূলক মডেলিং করেছেন যা প্রকাশ করেছে যে পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা জালির কাঠামো (এক্স-রে বিক্ষিপ্ত প্যাটার্নের উপর ভিত্তি করে) সবচেয়ে তাপগতিগতভাবে স্থিতিশীল যা উপাদান ভক্সেলগুলি গঠন করতে পারে।
"এই উপাদান ভক্সেলগুলি আমাদেরকে পরমাণু (এবং অণু) থেকে প্রাপ্ত ধারণাগুলি এবং তারা যে স্ফটিকগুলি তৈরি করে তা ব্যবহার করতে শুরু করতে দেয় এবং এই বিশাল জ্ঞান এবং ডাটাবেসকে ন্যানোস্কেলে আগ্রহের সিস্টেমে পোর্ট করতে দেয়," কুমার ব্যাখ্যা করেছিলেন।
কলম্বিয়ার গ্যাং এর ছাত্ররা তারপর দেখায় যে কিভাবে সমাবেশ প্ল্যাটফর্মটি রাসায়নিক এবং অপটিক্যাল ফাংশন সহ দুটি ভিন্ন ধরণের উপকরণের সংগঠন চালাতে ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি ক্ষেত্রে, তারা দুটি এনজাইমকে একত্রিত করে, উচ্চ প্যাকিং ঘনত্বের সাথে 3-ডি অ্যারে তৈরি করে। যদিও এনজাইমগুলি রাসায়নিকভাবে অপরিবর্তিত ছিল, তারা এনজাইমেটিক কার্যকলাপে প্রায় চারগুণ বৃদ্ধি দেখিয়েছে। এই "ন্যানোঅ্যাক্টরগুলি" ক্যাসকেড প্রতিক্রিয়াগুলি পরিচালনা করতে এবং রাসায়নিকভাবে সক্রিয় পদার্থের বানোয়াট সক্ষম করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। অপটিক্যাল উপাদান প্রদর্শনের জন্য, তারা কোয়ান্টাম বিন্দুর দুটি ভিন্ন রঙ মিশ্রিত করেছে - ক্ষুদ্র ন্যানোক্রিস্টাল যা উচ্চ রঙের স্যাচুরেশন এবং উজ্জ্বলতার সাথে টেলিভিশন প্রদর্শন তৈরি করতে ব্যবহৃত হচ্ছে। ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপ দিয়ে ধারণ করা ছবিগুলি দেখায় যে গঠিত জালি আলোর বিচ্ছুরণ সীমা (তরঙ্গদৈর্ঘ্য) এর নীচে রঙের বিশুদ্ধতা বজায় রাখে; এই সম্পত্তিটি বিভিন্ন প্রদর্শন এবং অপটিক্যাল যোগাযোগ প্রযুক্তিতে উল্লেখযোগ্য রেজোলিউশন উন্নতির জন্য অনুমতি দিতে পারে।
"আমাদের পুনর্বিবেচনা করতে হবে কিভাবে উপকরণগুলি গঠিত হতে পারে এবং তারা কিভাবে কাজ করে," গ্যাং বলেছেন। "উপাদান পুনঃডিজাইন প্রয়োজন নাও হতে পারে; শুধু নতুন উপায়ে বিদ্যমান উপকরণ প্যাকেজিং তাদের বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে পারে. সম্ভাব্যভাবে, আমাদের প্ল্যাটফর্মটি হতে পারে একটি সক্ষম প্রযুক্তি '3-ডি প্রিন্টিং ম্যানুফ্যাকচারিংয়ের বাইরে' অনেক ছোট স্কেলে এবং বৃহত্তর উপাদান বৈচিত্র্য এবং ডিজাইন করা কম্পোজিশন সহ উপকরণ নিয়ন্ত্রণ করতে। বিভিন্ন উপাদান শ্রেণীর পছন্দসই ন্যানো-বস্তুগুলি থেকে 3-ডি জালি তৈরি করার জন্য একই পদ্ধতি ব্যবহার করে, যেগুলিকে অন্যথায় বেমানান বলে বিবেচিত হবে সেগুলিকে একীভূত করা, ন্যানো উত্পাদনে বিপ্লব ঘটাতে পারে।"
DOE/Brookhaven জাতীয় পরীক্ষাগার দ্বারা সরবরাহ করা সামগ্রী। দ্রষ্টব্য: বিষয়বস্তু শৈলী এবং দৈর্ঘ্যের জন্য সম্পাদনা করা যেতে পারে।
দৈনিক এবং সাপ্তাহিক আপডেট হওয়া ScienceDaily-এর বিনামূল্যের ইমেল নিউজলেটারগুলির সাথে সর্বশেষ বিজ্ঞানের খবর পান। অথবা আপনার RSS রিডারে প্রতি ঘণ্টায় আপডেট হওয়া নিউজফিডগুলি দেখুন:
সায়েন্সডেইলি সম্পর্কে আপনি কী ভাবছেন তা আমাদের বলুন — আমরা ইতিবাচক এবং নেতিবাচক উভয় মন্তব্যকেই স্বাগত জানাই। সাইট ব্যবহারে কোন সমস্যা আছে? প্রশ্ন?
পোস্টের সময়: জুলাই-০৪-২০২২