(नानावरक न्यूज़) आपके फ़ोन के माइक्रोप्रोसेसर चिप्स में 15 अरब से अधिक छोटे ट्रांजिस्टर भरे हो सकते हैं। ट्रांजिस्टर सिलिकॉन, सोने और तांबे जैसी धातुओं और इंसुलेटर से बने होते हैं जो एक साथ विद्युत प्रवाह लेते हैं और जानकारी संचारित करने और इसे संग्रहीत करने के लिए इसे 1s और 0s में परिवर्तित करते हैं। ट्रांजिस्टर सामग्री अकार्बनिक हैं, जो मूल रूप से चट्टान और धातु से प्राप्त होती हैं। लेकिन क्या होगा यदि आप इन मूलभूत इलेक्ट्रॉनिक घटकों को आंशिक रूप से जैविक बना सकें, जो सीधे पर्यावरण पर प्रतिक्रिया करने और जीवित ऊतक की तरह परिवर्तन करने में सक्षम हों? टफ्ट्स यूनिवर्सिटी सिल्कलैब की एक टीम ने यही किया जब उन्होंने इन्सुलेशन सामग्री को जैविक रेशम से बदलने वाले ट्रांजिस्टर बनाए। उन्होंने अपने निष्कर्षों की सूचना दी उन्नत सामग्री ("गतिशील रूप से पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य नैनोस्केल बायोपॉलिमर इंटरफेस पर आधारित हाइब्रिड थिन-फिल्म ट्रांजिस्टर में बिमोडल गेटिंग तंत्र").
एक सांस सेंसर में हाइब्रिड जैविक-सिलिकॉन ट्रांजिस्टर शामिल होते हैं जो गैसों और अन्य अणुओं के संपर्क में आने पर अपने इलेक्ट्रॉनिक व्यवहार को बदल देते हैं। (छवि: फियो ओमेनेटो, सिल्कलैब, टफ्ट्स विश्वविद्यालय) रेशम फ़ाइब्रोइन - रेशम के रेशों का संरचनात्मक प्रोटीन - सतहों पर सटीक रूप से जमा किया जा सकता है और इसके गुणों को बदलने के लिए अन्य रासायनिक और जैविक अणुओं के साथ आसानी से संशोधित किया जा सकता है। इस तरीके से कार्यात्मक रेशम शरीर या पर्यावरण से घटकों की एक विस्तृत श्रृंखला को उठा सकता है और उनका पता लगा सकता है। प्रोटोटाइप डिवाइस के टीम के पहले प्रदर्शन में आर्द्रता में परिवर्तन का पता लगाने के लिए अत्यधिक संवेदनशील और अल्ट्राफास्ट सांस सेंसर बनाने के लिए हाइब्रिड ट्रांजिस्टर का उपयोग किया गया। रेशम की परत में और संशोधन से उपकरण कुछ हृदय और फुफ्फुसीय रोगों के साथ-साथ स्लीप एपनिया का पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं, या सांस में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर और अन्य गैसों और अणुओं को पकड़ सकते हैं जो नैदानिक जानकारी प्रदान कर सकते हैं। रक्त प्लाज्मा के साथ उपयोग किए जाने पर, वे संभावित रूप से ऑक्सीजनेशन और ग्लूकोज के स्तर, परिसंचारी एंटीबॉडी और बहुत कुछ के बारे में जानकारी प्रदान कर सकते हैं। हाइब्रिड ट्रांजिस्टर के विकास से पहले, इंजीनियरिंग के फ्रैंक सी. डोबल प्रोफेसर, फियोरेंज़ो ओमेनेटो के नेतृत्व में सिल्कलैब ने पहले से ही कपड़ों के लिए बायोएक्टिव स्याही बनाने के लिए फ़ाइब्रोइन का उपयोग किया था जो पर्यावरण या शरीर पर परिवर्तनों का पता लगा सकता है, टैटू को महसूस कर सकता है। जिसे स्वास्थ्य और आहार की निगरानी के लिए त्वचा के नीचे या दांतों पर रखा जा सकता है, और सेंसर जिन्हें किसी भी सतह पर मुद्रित किया जा सकता है ताकि COVID19 के लिए जिम्मेदार वायरस जैसे रोगजनकों का पता लगाया जा सके।
यह काम किस प्रकार करता है
A ट्रांजिस्टर यह बस एक विद्युत स्विच है, जिसमें एक धातु विद्युत लीड आती है और दूसरी बाहर जाती है। लीड के बीच में अर्धचालक पदार्थ होता है, जिसे तथाकथित इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह तब तक बिजली का संचालन करने में सक्षम नहीं होता जब तक कि इसे सहलाया न जाए। विद्युत इनपुट का एक अन्य स्रोत जिसे गेट कहा जाता है, एक इन्सुलेटर द्वारा बाकी सभी चीज़ों से अलग किया जाता है। ट्रांजिस्टर को चालू और बंद करने के लिए गेट "कुंजी" के रूप में कार्य करता है। यह ऑन-स्टेट को ट्रिगर करता है जब एक थ्रेशोल्ड वोल्टेज - जिसे हम "1" कहेंगे - इंसुलेटर में एक विद्युत क्षेत्र बनाता है, अर्धचालक में इलेक्ट्रॉन आंदोलन को भड़काता है और लीड के माध्यम से करंट का प्रवाह शुरू करता है। एक जैविक हाइब्रिड ट्रांजिस्टर में, एक रेशम परत को इन्सुलेटर के रूप में उपयोग किया जाता है, और जब यह नमी को अवशोषित करता है, तो यह एक जेल की तरह कार्य करता है जो कि आयनों (विद्युत चार्ज अणुओं) को ले जाता है। गेट रेशम जेल में आयनों को पुनर्व्यवस्थित करके ऑन-स्टेट को ट्रिगर करता है। रेशम में आयनिक संरचना को बदलने से, ट्रांजिस्टर ऑपरेशन बदल जाता है, जिससे इसे शून्य और एक के बीच किसी भी गेट मान द्वारा ट्रिगर किया जा सकता है। "आप ऐसे सर्किट बनाने की कल्पना कर सकते हैं जो ऐसी जानकारी का उपयोग करते हैं जो डिजिटल कंप्यूटिंग में उपयोग किए जाने वाले अलग-अलग बाइनरी स्तरों द्वारा प्रस्तुत नहीं की जाती है, लेकिन एनालॉग कंप्यूटिंग की तरह वैरिएबल जानकारी को संसाधित कर सकती है, रेशम इन्सुलेटर के अंदर जो कुछ भी है उसे बदलने के कारण होने वाली भिन्नता के साथ" ओमेनेटो ने कहा। ओमेनेटो ने कहा, "इससे आधुनिक माइक्रोप्रोसेसरों के भीतर कंप्यूटिंग में जीव विज्ञान को पेश करने की संभावना खुलती है।" बेशक, सबसे शक्तिशाली ज्ञात जैविक कंप्यूटर मस्तिष्क है, जो रासायनिक और विद्युत संकेतों के विभिन्न स्तरों के साथ जानकारी संसाधित करता है। हाइब्रिड जैविक ट्रांजिस्टर बनाने में तकनीकी चुनौती नैनोस्केल पर रेशम प्रसंस्करण को प्राप्त करना था, जो मानव बाल के व्यास के 10nm या 1/10000वें से कम था। स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता बीओम जून किम ने कहा, "इसे हासिल करने के बाद, अब हम उन्हीं निर्माण प्रक्रियाओं के साथ हाइब्रिड ट्रांजिस्टर बना सकते हैं जिनका उपयोग वाणिज्यिक चिप निर्माण के लिए किया जाता है।" "इसका मतलब है कि आप आज उपलब्ध क्षमताओं के साथ इनमें से एक अरब बना सकते हैं।" रेशम में जैविक प्रक्रियाओं द्वारा पुन: कॉन्फ़िगर किए गए कनेक्शन के साथ अरबों ट्रांजिस्टर नोड्स होने से माइक्रोप्रोसेसर बन सकते हैं जो एआई में उपयोग किए जाने वाले तंत्रिका नेटवर्क की तरह कार्य कर सकते हैं। ओमेनेटो ने कहा, "आगे देखते हुए, कोई भी एकीकृत सर्किट की कल्पना कर सकता है जो खुद को प्रशिक्षित करता है, पर्यावरणीय संकेतों का जवाब देता है, और मेमोरी को अलग भंडारण में भेजने के बजाय सीधे ट्रांजिस्टर में रिकॉर्ड करता है।" अधिक जटिल जैविक स्थितियों के साथ-साथ बड़े पैमाने पर एनालॉग और न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग का पता लगाने और प्रतिक्रिया देने वाले उपकरण अभी तक नहीं बनाए गए हैं। ओमेनेटो भविष्य के अवसरों के लिए आशावादी है। "यह इलेक्ट्रॉनिक्स और जीव विज्ञान के बीच इंटरफेस के बारे में सोचने का एक नया तरीका खोलता है, जिसमें आगे कई महत्वपूर्ण मौलिक खोजें और अनुप्रयोग शामिल हैं।"- एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
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- स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64094.php
