पुणे : धातूचे उच्च दर्जाचे अतिसूक्ष्म कण तयार करण्यासाठी एक नवीन कमी खर्चीक पद्धत शास्त्रज्ञांनी विकसित केली आहे. ‘कनफाइण्ड डिवेटिंग’ नावाची ही अभिनव पद्धत अत्यंत संवेदनशील आणि विश्वसनीय संवेदक तयार करण्यासाठी उपयुक्त ठरू शकणार आहे. जैववैद्यकीय निदान आणि रासायनिक शोध या क्षेत्रांमध्ये या पद्धतीचा व्यापक वापर करणे शक्य आहे.
भारतीय विज्ञान शिक्षण आणि संशोधन संस्था (आयसर पुणे) आणि भारतीय तंत्रज्ञान संस्था (आयआयटी, मुंबई) येथील शास्त्रज्ञांनी केलेल्या या संशोधनाचा शोधनिबंध ‘स्मॉल मेथड्स’ या संशोधनपत्रिकेमध्ये प्रसिद्ध झाला आहे. आयसर, पुणे येथील आय-हब क्वांटम टेक्नॉलॉजी फाउंडेशनमधील संशोधक डॉ. आयेशा रहमान, प्रा. अतिक उर रहमान, आयआयटी-मुंबईमधील भौतिकशास्त्र विभागाचे प्रा. अनिर्बान सेन यांच्या नेतृत्वाखाली हे संशोधन करण्यात आले. संशोधनासाठी आय-हब क्वांटम टेक्नॉलॉजी फाउंडेशन, विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विभागाच्या विज्ञान आणि अभियांत्रिकी संशोधन मंडळाचे अनुदान मिळाले होते.
अतिसूक्ष्म कणनिर्मितीच्या पारंपरिक पद्धती खर्चीक आणि क्लिष्ट प्रक्रियांवर आधारित असून, बऱ्याचदा त्या एकसारखे अतिसूक्ष्म कण तयार करत नाहीत. मात्र, ‘कनफाइण्ड डिवेटिंग’ तंत्र व्यापक पद्धतीने राबवणे शक्य आहे. चांदी, सोने, तांबे असे धातू, त्यांचे मिश्र धातू या तंत्रात वापरता येऊ शकतात. तसेच काचपट्टी ते ऑप्टिकल फायबर अशा विविध अधःस्तरांसाठी हे तंत्र लागू करता येते. पीसीएमएस पदार्थाचा थर सूक्ष्मकणांना आकार देऊन ऑक्सिडीकरणापासून त्यांचे संरक्षण करतो. त्यामुळे शुद्ध आणि स्थिर अतिसूक्ष्म कण तयार होतात. प्रत्यक्षात संवेदन तंत्राचा वापर करताना हे गुणधर्म अत्यंत महत्त्वाचे असतात.
या तंत्राचा वापर करून तयार केलेल्या अतिसूक्ष्म कणांना विशेष प्रकाशीय गुणधर्म प्राप्त होतात. लोकलाइज्ड सरफेस प्लास्मोन रेझोनन्स (एलएसपीआर) आणि सरफेस-एन्हान्स्ड रामन स्कॅटरिंग (एसईआरएस) या तंत्रांवर आधारित अत्याधुनिक संवेदकांमध्ये वापरण्यासाठी हे नॅनो कण आदर्श ठरतात. संशोधकांनी चाचणीसाठी काही रेणू निवडून त्यावर नॅनो कणांचे परीक्षण केले. या परीक्षणात एक पिकोमोलर (एक मोल प्रति लिटरचा एक लक्ष कोटीवा भाग) इतक्या अत्यल्प प्रमाणात असलेले रेणूही ओळखता आले. त्यामुळे नवीन तंत्राची संवेदनशीलता पारंपरिक तंत्रापेक्षा सरस असल्याचे दिसले, अशी माहिती देण्यात आली.
नव्या तंत्राच्या उच्च संवेदनक्षमतेमुळे पर्यावरण किंवा औद्योगिक वातावरणातील अतिशय कमी प्रमाणातील रसायने ओळखता येऊ शकतील. तसेच काही रोग वेळीच फार पसरण्याआधी त्यांच्या जैविक चिन्हांवरून (बायोमार्कर) ओळखता येऊ शकतील. या तंत्राचा उपयोग भविष्यात अशाच इतर पदार्थांवरील संशोधनाचा पाया म्हणून करता येऊ शकेल. वैद्यकीय निदान, रासायनिक विश्लेषण आणि आणखी बऱ्याच क्षेत्रांमध्ये उपयोग करता येणारी ही नवीन पद्धत नॅनो तंत्रज्ञान क्षेत्राला कलाटणी देणारी ठरू शकते, असे आयसर पुणेतील प्रा. आतिक उर रहमान यांनी सांगितले.
काय आहे ‘कनफाइन्ड डिवेटिंग’ तंत्र?
‘कनफाइन्ड डिवेटिंग’ तंत्र अतिसूक्ष्म स्तरावरील काही रचना निर्माण करायच्या पद्धतींमध्ये (फॅब्रिकेशन) वापरले जाते. त्यात एखाद्या अधःस्तरावर द्रव पदार्थ असतो आणि त्यावर आणखी एक थर रचलेला असल्याने द्रवाला मर्यादित जागा मिळते. द्रव पदार्थ अधःस्तराला ओले करण्याऐवजी उपलब्ध मर्यादित जागेत आकसत जाऊन त्या द्रव पदार्थाचे लहान एकसमान थेंबांमध्ये विघटन होते. संशोधकांनी नवी पद्धती विकसित करताना एक अधःस्तर आणि पीडीएमएस (सिलिकॉन आधारित लवचीक पदार्थ) यांच्यामध्ये धातूचा एक पातळ थर बसवून ती रचना तापवली. त्यामुळे धातू वितळून त्याचे अतिसूक्ष्मकण तयार झाले. अतिसूक्ष्मकणांच्या आणि नॅनोकणांच्या आकारमानावर, त्यांच्या आपसातील अंतरावर अचूक नियंत्रण साधता आले. परिणामी, एकमेकांपासून केवळ काही नॅनोमीटर अंतरावर जवळपास एकसारख्या आकाराचे अतिसूक्ष्म कण प्राप्त झाले. अत्यल्प प्रमाणात असलेले जैविक किंवा रासायनिक पदार्थ ओळखण्यासाठी या पद्धतीचे अचूक नियंत्रण आवश्यक असते.
