एक जैव-नैनोरोबोट के कलाकार का गर्भाधान। चित्र साभार: NASA बड़ा करने के लिए क्लिक करें
जब अंतरिक्ष अन्वेषण में अगला "विशाल छलांग" लेने की बात आती है, तो नासा छोटा सोच रहा है - वास्तव में छोटा।
देश भर की प्रयोगशालाओं में, नासा नैनो टेक्नोलॉजी के दफन विज्ञान का समर्थन कर रहा है। मूल विचार परमाणु पैमाने पर पदार्थ से निपटने के लिए सीखना है - अणु-आकार की मशीनों, उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स और "स्मार्ट" सामग्रियों को डिजाइन करने के लिए व्यक्तिगत परमाणुओं और अणुओं को अच्छी तरह से नियंत्रित करने में सक्षम होना।
यदि विज़नरीज़ सही हैं, तो नैनो-टेक्नोलॉजी उन रोबोटों को जन्म दे सकती है जिन्हें आप अपनी उंगलियों, सेल्फ-हीलिंग स्पेससूट, स्पेस लिफ्ट और अन्य शानदार उपकरणों पर पकड़ सकते हैं। इनमें से कुछ चीजों को पूरी तरह से विकसित होने में 20+ साल लग सकते हैं; अन्य आज प्रयोगशाला में आकार ले रहे हैं।
बस चीजों को छोटा करने के अपने फायदे हैं। उदाहरण के लिए, उदाहरण के लिए, यदि मंगल आत्मा को जीवित करता है, तो आत्मा और अवसर एक बीटल के रूप में छोटे हो सकते हैं, और बीटल के रूप में चट्टानों और बजरी पर खुरच सकते हैं, खनिजों का नमूना ले सकते हैं और मंगल पर पानी के इतिहास के लिए सुराग खोज सकते हैं। एक ही कैप्सूल में सैकड़ों या हज़ारों की संख्या में कम रोबोट भेजे जा सकते थे, जो दो डेस्क-आकार के रोवर्स को ले जाते थे, जिससे वैज्ञानिकों को ग्रह की सतह का बहुत अधिक पता लगाने में मदद मिलती थी - और एक जीवाश्म मार्टियन जीवाणु में ठोकर की संभावना बढ़ जाती थी!
लेकिन नैनोटेक सिर्फ सिकुड़ने वाली चीजों से ज्यादा है। जब वैज्ञानिक जानबूझकर आणविक स्तर पर संरचना और संरचना के मामले में आदेश दे सकते हैं, तो कभी-कभी आश्चर्यजनक नए गुण सामने आते हैं।
एक उत्कृष्ट उदाहरण है नैनोटेक दुनिया का प्रिय, कार्बन नैनोट्यूब। कार्बन स्वाभाविक रूप से ग्रेफाइट के रूप में होता है - नरम, काली सामग्री का उपयोग अक्सर पेंसिल लीड में किया जाता है - और हीरे के रूप में। दोनों के बीच एकमात्र अंतर कार्बन परमाणुओं की व्यवस्था है। जब वैज्ञानिक एक समान कार्बन परमाणुओं को "चिकन वायर" पैटर्न में व्यवस्थित करते हैं और उन्हें केवल 10 परमाणुओं में मिनीस्कुल ट्यूबों में रोल करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप "नैनोट्यूब" कुछ असाधारण गुण प्राप्त करते हैं। नैनोट्यूब:
- स्टील की तन्य शक्ति का 100 गुना है, लेकिन केवल 1/6 वजन;
- ग्रेफाइट फाइबर से 40 गुना मजबूत हैं;
- तांबे से बेहतर बिजली का संचालन करें;
- परमाणुओं की व्यवस्था के आधार पर या तो कंडक्टर या अर्धचालक (कंप्यूटर चिप्स की तरह) हो सकते हैं;
- और गर्मी के उत्कृष्ट संवाहक हैं।
दुनिया भर में वर्तमान नैनो तकनीक के अधिकांश शोध इन नैनोट्यूब पर केंद्रित हैं। वैज्ञानिकों ने उन्हें अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है: एक अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए आवश्यक उच्च शक्ति, कम वजन वाली केबल में; नैनो-स्केल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आणविक तारों के रूप में; गर्मी को दूर करने में मदद के लिए माइक्रोप्रोसेसरों में एम्बेडेड; और नैनो-स्केल मशीनों में छोटे छड़ और गियर के रूप में, बस कुछ ही नाम के लिए।
नासा एंबेस सेंटर फॉर नैनोटेक्नोलॉजी (सीएनटी) में किए जा रहे शोध में नैनोट्यूब प्रमुख रूप से शामिल हैं। केंद्र 1997 में स्थापित किया गया था और अब लगभग 50 पूर्णकालिक शोधकर्ताओं को नियुक्त करता है।
"[हम] उन तकनीकों पर ध्यान केंद्रित करने की कोशिश करते हैं जो कुछ वर्षों में एक दशक के भीतर उपयोग करने योग्य उत्पादों का उत्पादन कर सकते हैं," सीएनटी निदेशक मेय्या मयप्पन कहते हैं। "उदाहरण के लिए, हम देख रहे हैं कि नैनो-सामग्री का उपयोग उन्नत जीवन समर्थन, डीएनए अनुक्रमक, अति-शक्तिशाली कंप्यूटर और रसायनों के लिए छोटे सेंसर या कैंसर के लिए सेंसर कैसे किया जा सकता है।"
नैनोट्यूब का उपयोग करके विकसित किया गया एक रासायनिक सेंसर अगले साल एक नौसेना रॉकेट पर अंतरिक्ष में एक प्रदर्शन मिशन को उड़ाने के लिए निर्धारित है। यह छोटे सेंसर प्रति अरब टन विशिष्ट रसायनों के कुछ हिस्सों के रूप में कम-से-कम विषाक्त गैसों का पता लगा सकते हैं, जो इसे अंतरिक्ष अन्वेषण और मातृभूमि रक्षा दोनों के लिए उपयोगी बनाते हैं। CNT ने व्यक्तिगत कंप्यूटरों में माइक्रोप्रोसेसरों को ठंडा करने के लिए नैनोट्यूब का उपयोग करने का एक तरीका भी विकसित किया है, सीपीयू को अधिक से अधिक शक्तिशाली बनाने के लिए एक बड़ी चुनौती है। इस कूलिंग तकनीक को एक सांता क्लारा, कैलिफ़ोर्निया, स्टार्ट-अप को नैनोकोनडिक्शन नामक लाइसेंस दिया गया है, और इंटेल ने भी रुचि व्यक्त की है, मेयप्पन कहते हैं।
यदि नैनो-टेक्नोलॉजी के ये निकट-अवधि के उपयोग प्रभावशाली लगते हैं, तो दीर्घकालिक संभावनाएं वास्तव में दिमागदार हैं।
नासा इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड कॉन्सेप्ट्स (NIAC), अटलांटा, जॉर्जिया में स्थित एक स्वतंत्र, नासा द्वारा वित्त पोषित संगठन को कट्टरपंथी अंतरिक्ष प्रौद्योगिकियों पर आगे की शोध को बढ़ावा देने के लिए बनाया गया था जो फलने-फूलने में 10 से 40 साल लगेंगे।
उदाहरण के लिए, एक हालिया NIAC अनुदान ने नैनोस्केल मैन्युफैक्चरिंग के व्यवहार्यता अध्ययन को वित्त पोषित किया है - दूसरे शब्दों में, सूक्ष्म आणविक मशीनों की विशाल संख्या का उपयोग करके किसी भी इच्छित वस्तु को परमाणु द्वारा इकट्ठा करके उत्पादित करना!
उस NIAC अनुदान को सेंटर फॉर रिस्पॉन्सिबल नैनो टेक्नोलॉजी के क्रिस फीनिक्स से सम्मानित किया गया था।
अपनी 112 पृष्ठ की रिपोर्ट में, फीनिक्स बताते हैं कि इस तरह के "नैनोफैक्टिक" परमाणु परिशुद्धता के साथ अंतरिक्ष यान भागों का उत्पादन, कह सकते हैं, जिसका अर्थ है कि वस्तु के भीतर प्रत्येक परमाणु को ठीक उसी स्थान पर रखा गया है जहां वह है। परिणामी हिस्सा बेहद मजबूत होगा, और इसका आकार आदर्श डिजाइन के एक परमाणु की चौड़ाई के भीतर हो सकता है। अल्ट्रा-चिकनी सतहों को बिना पॉलिशिंग या चिकनाई की आवश्यकता होगी, और समय के साथ लगभग "नहीं पहनना और फाड़ना" होगा। अंतरिक्ष यान के हिस्सों की इतनी उच्च सटीकता और विश्वसनीयता सर्वोपरि है जब अंतरिक्ष यात्रियों का जीवन दांव पर है।
हालांकि फीनिक्स ने अपनी रिपोर्ट में डेस्कटॉप नैनोफैक्ट्री के लिए कुछ डिज़ाइन आइडियाज का इस्तेमाल किया, लेकिन उन्होंने स्वीकार किया कि एक बड़े बजट वाले "नान्हैटन प्रोजेक्ट" से कम है क्योंकि वह इसे कहते हैं - एक काम करने वाला नैनोफैक्ट्री कम से कम एक दशक दूर है, और संभवतः अधिक लंबा।
जीव विज्ञान से एक क्यू लेते हुए, बोस्टन में नॉर्थईस्टर्न यूनिवर्सिटी में कम्प्यूटेशनल बायोनोरोबोटिक्स प्रयोगशाला के निदेशक कॉन्सटैनटिनो माव्रोइडिस, नैनोटेक के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण तलाश रहे हैं:
खरोंच से शुरू करने के बजाय, माव्रोइडिस के NIAC- वित्त पोषित अध्ययन में अवधारणाएं पहले से मौजूद, कार्यात्मक आणविक "मशीनों" को रोजगार देती हैं जो सभी जीवित कोशिकाओं में पाई जा सकती हैं: डीएनए अणु, प्रोटीन, एंजाइम, आदि।
लाखों वर्षों से विकास के आकार में, ये जैविक अणु पहले से ही आणविक पैमाने पर मामले में हेरफेर करने में बहुत माहिर हैं - यही कारण है कि एक संयंत्र हवा, पानी और गंदगी को मिला सकता है और एक रसदार लाल स्ट्रॉबेरी का उत्पादन कर सकता है, और एक व्यक्ति का शरीर अंतिम रूपांतरित कर सकता है आज की नई लाल रक्त कोशिकाओं में रात का आलू खाना। परमाणुओं का पुनर्व्यवस्थापन जो इन करतबों को संभव बनाता है, सैकड़ों विशिष्ट एंजाइमों और प्रोटीनों द्वारा किया जाता है, और डीएनए उन्हें बनाने के लिए कोड संग्रहीत करता है।
इन "पूर्व-निर्मित" आणविक मशीनों का उपयोग करना - या नए डिजाइनों के लिए शुरुआती बिंदुओं के रूप में उनका उपयोग करना - "जैव-नैनोटेक" नामक नैनो के लिए एक लोकप्रिय दृष्टिकोण है।
"पहिया को क्यों मजबूत करना है?" मावरोइडिस कहते हैं। "प्रकृति ने हमें जीवित चीजों के अंदर यह सब महान, अत्यधिक परिष्कृत नैनो तकनीक दी है, इसलिए इसका उपयोग क्यों न करें - और इसके बारे में कुछ सीखने की कोशिश करें?"
जैव-नैनोटेक के विशिष्ट उपयोग जो माव्रोइडिस अपने अध्ययन में प्रस्तावित करते हैं, वे बहुत भविष्य हैं। एक विचार में दर्जनों मील की दूरी पर जैव-नैनोटेक सेंसर के साथ पैक किए गए बाल-पतले ट्यूबों का एक प्रकार का "मकड़ी का जाला" शामिल है, जो किसी विदेशी ग्रह के वातावरण को बहुत विस्तार से मैप करने के तरीके के रूप में है। एक अन्य अवधारणा वह प्रस्तावित करती है कि अंतरिक्ष यात्रियों के लिए उनके अंतरिक्ष यान के नीचे पहनने के लिए एक "दूसरी त्वचा" है जो जैव-नैनोटेक का उपयोग करेगा और सूट को भेदने वाले विकिरण पर प्रतिक्रिया करेगा, और किसी भी कटौती या पंचर पर जल्दी से मुहर लगाएगा।
भविष्य? निश्चित रूप से। मुमकिन? शायद। माव्रोइडिस मानते हैं कि इस तरह की प्रौद्योगिकियां शायद दशकों दूर हैं, और भविष्य में अब तक की तकनीक शायद उस कल्पना से बहुत अलग होगी जो अब हम कल्पना करते हैं। फिर भी, उनका कहना है कि उनका मानना है कि अब इस बारे में सोचना शुरू करना जरूरी है कि नैनो तकनीक सड़क के कई साल बाद क्या संभव कर सकती है।
यह देखते हुए कि जीवन स्वयं है, एक अर्थ में, नैनोटेक का अंतिम उदाहरण, संभावनाएं वास्तव में रोमांचक हैं।
मूल स्रोत: NASA न्यूज़ रिलीज़
