ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಳಸಿ ನ್ಯಾನೊಕಣ ಚಲನೆ

7

ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಳಸಿ ನ್ಯಾನೊಕಣ ಚಲನೆ

Published:
Updated:
ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಳಸಿ ನ್ಯಾನೊಕಣ ಚಲನೆ

ರಿಚರ್ಡ್ ಫೆಯ್ನ್‌ಮ್ಯಾನ್‌ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ, 1959 ಇಸವಿಯಲ್ಲೇ ಸಣ್ಣಗಾತ್ರದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕೌಶಲದಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ್ದರು. ಇಂದು, ಅವರ ಮುಂದಾಲೋಚನೆಯು ನನಸಾಗಿದೆ. ಒಂದು ಮೀಟರ್‌ನ ಒಂದು ಶತಕೋಟಿಯಷ್ಟು ಸಣ್ಣಗಾತ್ರದ ನ್ಯಾನೊಶ್ರೇಣಿಯ ವಸ್ತುಗಳ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಕೌಶಲದ ಮೇಲೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಯುತ್ತಿದೆ. ಅಂತಹ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು, ನಿಖರವಾಗಿ ಅವುಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿ ಕೌಶಲದಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ಹಿಡಿಯಬಲ್ಲ ಶಕ್ತಿಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಬೆಂಗಳೂರಿನ ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಇತ್ತೀಚಿನ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಕೇವಲ 100 ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್‌ಗಳಷ್ಟು ಸಣ್ಣವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದುಕೊಂಡು ಸೂಚನೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಎತ್ತಿ, ಇಳಿಸಿ, ಬಾಗಿಸಿ ಬೀಳಿಸಲು ಬೇಕಾದ ವಿನೂತನ ವಿಧಾನವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಈಗಾಗಲೇ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ರೂಢಿಗತ ತಂತ್ರಗಳು ಎದುರಿಸುತ್ತಿರುವ ಪ್ರಮುಖ ಸಮಸ್ಯೆ, ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣಗಾತ್ರದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡಲು ಅವುಗಳಿಗಿರುವ ಅಸಮರ್ಥತೆ. ನೀವೇ ಊಹಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ, ಕೇವಲ ಒಂದು ಜೋಡಿ ಸೂಜಿಯನ್ನು ಬಳಸಿ ಉಪ್ಪಿನ ಒಂದೊಂದೇ ಕಣಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಎಷ್ಟು ಕಠಿಣವಲ್ಲವೇ? ಯಾವ ಕಣವನ್ನು ನಾವು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬೇಕೋ, ಅದರ ಗಾತ್ರ ಕಡಿಮೆಯಾದಷ್ಟೂ ಅದನ್ನು ವಶಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಬೇಕಾಗುವ ಬಲ ಕೂಡ ಕಡಿಮೆಯಾಗಬೇಕು. ಹೀಗಾಗಿ ಇಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮತ್ತು ನಿಖರ ಸೂಕ್ಷ್ಮತಂತ್ರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಇದಕ್ಕೆ, ‘ಪ್ಲಾಸ್ಮೊನಿಕ್ ಟ್ವೀಜರ್’ ಅಥವಾ ಅಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಲೋಹಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ನ್ಯಾನೊಗಾತ್ರದ ಇಕ್ಕಳಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಇವುಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಪ್ರಕಾಶಿಸಿದಾಗ, ಈ ಚಿಮುಟಗಳು ತಮ್ಮ ಸುತ್ತಲೂ ಬಲವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಕ್ಕಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ಲಾಸ್ಮೊನಿಕ್ ಇಕ್ಕಳಗಳು ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಮಿತಿ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಒಂದೇ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಇರಿಸಲಾಗುವ ಈ ಚಿಮುಟಗಳು, ತಮ್ಮ ಸಮೀಪದಲ್ಲೇ ಇರುವ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಹಾಗಾಗಿ ಇವುಗಳ ಕಾರ್ಯದಕ್ಷತೆ ಕಡಿಮೆ. ‘ಆದ್ದರಿಂದ, ಒಂದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪ್ಲಾಸ್ಮೊನಿಕ್ ಇಕ್ಕಳದ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನೂ ಉಳಿಸಿಕೊಂಡು ಜೊತೆಗೇ ಅವುಗಳು ಕುಶಲ ತಂತ್ರದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದಾದ ವಿನ್ಯಾಸವೊಂದನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯ’ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಸಂಶೋಧಕ ಮತ್ತು ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ಸಹ-ಲೇಖಕರಾದ ಸೌವಿಕ್ ಘೋಷ್.

ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ ‘ನ್ಯಾನೊ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಕೇಂದ್ರ'ದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಅಂಬರೀಷ್‌ ಘೋಷ್ ಅವರ ಸಹಯೋಗದಲ್ಲಿ ಸೌವಿಕ್ ಘೋಷ್ ಹೊಸ ಬಗೆಯ ‘ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳ'ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮೊನಿಕ್ ಇಕ್ಕಳ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಮ್ಮಿಳಿತಗೊಳಿಸಿ, ಸೂಕ್ಷ್ಮ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇವು ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣಗಾತ್ರದ ಸರಕುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಾಗಣೆ-ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವಂತೆ ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಾಡಬಹುದಾಗಿದೆ. ‘ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರೋಬೊಟ್‌ಗಳು ಬಹಳ ಬೇಗನೆ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತವೆ. ಆದರೆ, ನ್ಯಾನೊಗಾತ್ರದ ವಸ್ತುಗಳ ವಿಚಾರದಲ್ಲಿ ಇವು ವಿಫಲವಾಗುತ್ತವೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಅವುಗಳೊಂದಿಗೆ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನೂ ಮಿಳಿತಗೊಳಿಸಿದ ನಂತರ, ನ್ಯಾನೊಶ್ರೇಣಿಯ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಹಳ ಬೇಗನೆ ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ ಒಂದೆಡೆಯಿಂದ ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ ಒಯ್ಯಬಹುದು’ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಘೋಷ್.

ಈ ಚಲಿಸಬಲ್ಲ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳದ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣುಜೀವಿಗಳೇ ಸ್ಫೂರ್ತಿ ಎಂದರೆ ನಂಬುತ್ತೀರಾ? ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ‘ಫ್ಲಾಜೆಲ್ಲಾ’ ಎಂಬ ಜೀವಕೊಶೀಯ ಚಾಚುವಿಕೆಗಳನ್ನು ತಿರುಗಿಸುತ್ತಾ ಈಜುತ್ತವೆ, ಮುಂದೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಅದೇ ರೀತಿ, ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಈ ನ್ಯಾನೊರಚನೆಗಳನ್ನು, ಏಕರೂಪದ ತಿರುಗುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಭಾವದಿಂದ ಚಲನೆಗೆ ಒಡ್ಡಬಹುದಾಗಿದೆ.  ಇದು ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಿರುಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ನ್ಯಾನೊಇಕ್ಕಳಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸ

ಬಹುದು.

ಸಂಶೋಧಕರು ‘ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡಯಾಕ್ಸೈಡ್’ನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಎರಡು ರೀತಿಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದರಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಬೆಳ್ಳಿ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣವು, ನ್ಯಾನೊ ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಮೊನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಗುಣಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಮೊದಲ ವಿನ್ಯಾಸವು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಬೆಳ್ಳಿಯ ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಎರಡನೆಯ ವಿನ್ಯಾಸವು ಬೆಳ್ಳಿ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣದ ಪರ್ಯಾಯ ಪದರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವಂತೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗಿದೆ.

ದ್ರವಕೋಣೆಯಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೊ ಸರಕು ಕಣಗಳ ಮೇಲೆ ಈ ಎರಡೂ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳನ್ನು ಸರಕು ಕಣಗಳ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗಿಸಿದರು ಮತ್ತು ದ್ರವಕೋಣೆಯಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಕಾಶವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳು ಸರಕುಗಳನ್ನು ಹೆಕ್ಕಿದವು. ನಂತರ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಿದಾಗ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳು ಸರಕುಕಣವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆಗೊಳಿಸಿದವು. ಮೊದಲ ವಿನ್ಯಾಸವು ಬಿಸಿಯಾದ ಸ್ಥಳಗಳ ಸಮೀಪ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುವ ಸಿಲಿಕಾ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯ ವಿನ್ಯಾಸವು ಎಲ್ಲಾ ಬಗೆಯ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಒಂದೇ ರೀತಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಎರಡನೆಯ ವಿನ್ಯಾಸವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆದ್ಯತೆ ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಚಿಮುಟವು ಎರಡು ಕಣಗಳನ್ನು ಹೆಕ್ಕಿದ್ದರೆ, ಬೆಳಕನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದರ ಮೂಲಕ ಸಣ್ಣಕಣವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ತಿರುಗುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರಿಂದ ದೊಡ್ಡ ಕಣವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮತ್ತು ಗಾಜಿನಕಣಗಳನ್ನಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲದೇ, ‘ಸ್ಟೆಫೈಲೋಕೊಕಸ್ ಆರಿಯಸ್’ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಮೇಲೆ ಕೂಡ ಪ್ರಯೋಗಿಸಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇಲ್ಲಿ ಬಳಕೆಯಾಗುವ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳನ್ನು ಹಾನಿಗೊಳಿಸಬಲ್ಲ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂವೇದನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಕೆಯಾಗುವ ಫ್ಲೋರೋಸೆಂಟ್ ನ್ಯಾನೊವಜ್ರಗಳನ್ನು ಕೂಡಾ ಈ ಸಾಧನಗಳಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ.

ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಘೋಷ್ ಅವರ ಪ್ರಕಾರ, ನ್ಯಾನೊವಜ್ರಗಳು, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಗಳಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲದೆ ಜೀವಂತ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಕೂಡ ಸಾಗಿಸುವ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ, ಈ ವಿನೂತನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳನ್ನು ಜೈವಿಕ ಔಷಧೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ಹಿಡಿದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ, ಸಂವೇದಕ ಸಾಧನಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ  ಹಲವಾರು ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು ಸುಧಾರಣೆಗಳ ಮೂಲಕ, ಈ ನ್ಯಾನೊ ಇಕ್ಕಳಗಳು, ನ್ಯಾನೊಶ್ರೇಣಿಯ ಉತ್ಪಾದಕ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಆಯಾಮವನ್ನೇ ನೀಡುತ್ತಿವೆ ಮತ್ತು ಜಗತ್ತಿನ ಮೇಲೆ ಭಾರಿ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕ ಪರಿಣಾಮವನ್ನೂ ಬೀರುವ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತೋರುತ್ತಿವೆ.

–ಗುಬ್ಬಿ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್‌

(ಸಂಶೋಧನಾ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿರುವ ಒಂದು ಸಾಮಾಜಿಕ ಉದ್ಯಮ)

ಬರಹ ಇಷ್ಟವಾಯಿತೆ?

  • 0

    Happy
  • 0

    Amused
  • 0

    Sad
  • 0

    Frustrated
  • 0

    Angry