🧤 🕵🏼 👘 नैनोस्कोल कंप्यूटिंग के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल स्विच के रूप में डीएनए 💒 👨‍👩‍👦 👨🏼‍🤝‍👨🏻

ICover ब्लॉग पेज पर आपका स्वागत है ! वाशिंगटन और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक संयुक्त टीम के रूप में, साबित हुआ कि डीएनए अणु की संरचना और आकार में परिवर्तन इसकी विद्युत चालकता में परिवर्तन को दर्शाता है। इस तरह की निर्भरता, वैज्ञानिकों के अनुसार, डीएनए अणु के एक सूक्ष्म विद्युत स्विच के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है जिसका उपयोग नई पीढ़ी के नैनोस्केल आणविक कंप्यूटिंग उपकरणों में किया जा सकता है।

डीएनए अणु आनुवांशिक जानकारी के वाहक हैं जो हमारे लिए ज्ञात सभी जीवन रूपों के रखरखाव को सुनिश्चित करते हैं। इसी समय, डीएनए अणुओं की संरचना और गुणों की बारीकियों को वैज्ञानिकों द्वारा एक अद्वितीय "बिल्डिंग" नैनोमीटर के रूप में उनके उपयोग की संभावना के रूप में देखा जा रहा है। उनके प्रयोगों में, विशेषज्ञों का एक समूह इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि डीएनए अणु का आकार उस रासायनिक वातावरण के आधार पर भिन्न होता है जिसमें यह स्थित है। अगला मौलिक निष्कर्ष यह था कि कुछ सीमा के भीतर अणु के आकार और संरचना में परिवर्तन के साथ, इसकी विद्युत चालकता में परिवर्तन हुआ। इस प्रकार, कुछ स्थितियों में, डीएनए अणु एक इन्सुलेटर के रूप में व्यवहार करता है, दूसरों में, विद्युत प्रवाह के पूर्ण-कंडक्टर के रूप में।

डीएनए की विद्युत चालकता को बदलने के तंत्र के सिद्धांतों और इसके साथ विद्युत प्रवाह को संशोधित करने की क्षमता को जानने के बाद, आधुनिक माइक्रोप्रोसेसरों के ट्रांजिस्टर के समान कार्यात्मक नैनोस्केल डिवाइस बनाना संभव होगा, लेकिन आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किए जाने वाले सिद्धांतों से भिन्न सिद्धांतों पर काम करना। "इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के घटकों के समग्र आयामों को कम करने की प्रवृत्ति अनिवार्य रूप से उनकी जटिलता और प्रशंसा को मजबूर करती है। उसी समय, डीएनए-आधारित उपकरणों को इस तरह से प्रोग्राम किया जा सकता है कि वे पूरी तरह से आत्म-इकट्ठे और कार्यात्मक हो जाते हैं, “जोश हीहाथ, अनुसंधान समूह के प्रमुख, सहायक प्रोफेसर, इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग विभाग, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस ने समझाया। वैज्ञानिक आश्वस्त है:लाखों सक्रिय और कार्यात्मक आणविक उपकरणों को भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में जोड़ा जा सकता है। और ऐसी योजनाओं का निर्विवाद लाभ उनकी न्यूनतम ऊर्जा खपत होगी।

वैज्ञानिकों के अनुसार, अणु के आकार में गतिशील नियंत्रण और परिवर्तन की तकनीक एक डीएनए अणु को कार्यात्मक विद्युत स्विच में बदलने की अनुमति देगी। प्रयोग में स्विचिंग चक्र अणु के दो स्थिर रूपों में से एक के अनुरूप थे - तथाकथित। "ए" और "बी" रूपों।

ए-फॉर्म की भूमिका एक द्वैध डीएनए अणु के पूरी तरह से परिचित दाएं हाथ के मुड़ हेलिक्स द्वारा निभाई गई थी। जब इथेनॉल के संपर्क में आया, तो अणु संकुचित हो गया, एक अधिक कॉम्पैक्ट बी-आकार प्राप्त किया, जिसमें व्यक्तिगत आधार जोड़े और व्यक्तिगत खंड एक दूसरे के संबंध में झुकाव के विभिन्न कोणों पर स्थित थे। अणु के प्राप्त बी-रूप ने विद्युत चालकता को बढ़ाया। पर्यावरण से इथेनॉल को हटाने से अणु को फॉर्म बी के मामले में कम से कम परिमाण के एक क्रम के साथ अपने मूल ए-फॉर्म पर लौटने की अनुमति मिली। दूसरे शब्दों में, विचाराधीन प्रक्रिया पूरी तरह से प्रतिवर्ती है और कई बार दोहराया जा सकता है।

बेशक, दोनों विश्वविद्यालयों के वैज्ञानिकों ने अब तक केवल पहला, लेकिन महत्वपूर्ण कदम उठाया है - यह प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई है कि एक प्रत्यक्ष रूप से चर डीएनए अणु उन गुणों को प्राप्त करता है जो इसे आणविक और बायोइलेक्ट्रॉनिक में उपयोग करने की अनुमति देते हैं। यह सवाल अनुत्तरित है: नैनोस्केल आणविक घटकों के तर्क आरेख के प्रत्येक घटक की स्थिति और सामान्य योजना का नियंत्रण कैसे होगा। कोई भी कम दिलचस्प ऐसी "आणविक" योजनाओं की गति का सवाल नहीं है।

"अंत में, हम एक समाधान खोजने में सक्षम होंगे जो हमें रासायनिक जोखिम से नहीं, बल्कि एक विद्युत संकेत या एक निश्चित यांत्रिक विधि द्वारा अणु के आकार को बदलने की अनुमति देता है," जोश हीथ ने कहा। - "... यह हमें प्रत्येक घटक को व्यक्तिगत रूप से नियंत्रित करने का अवसर देगा, और इसलिए उनके साथ किसी भी जटिलता के आणविक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का निर्माण होगा।" प्राचीन जापानी कला के अनुरूप, अमेरिकी वैज्ञानिकों द्वारा किसी भी आत्म-इकट्ठे दो और तीन-आयामी नैनोस्केल संरचनाओं को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि को "डीएनए ओरिगेमी" कहा जाता है।

प्रयोग परिणामों के बारे में अधिक जानकारी पत्रिका नेचर कम्युनिकेशंस के प्रकाशन पृष्ठों पर पाई जा सकती है ।

स्रोत ।

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