பசுமையான பொருட்களிலிருந்து சுய-நீடித்த, புத்திசாலித்தனமான, மின்னணு நுண்ணிய அமைப்புகளை உருவாக்குதல்
மாசசூசெட்ஸ் ஆம்ஹெர்ஸ்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு ஆராய்ச்சி குழு ஒரு மின்னணு மைக்ரோசிஸ்டத்தை உருவாக்கியுள்ளது, இது ஒரு சுய ஆற்றல் தன்னியக்க உயிரினத்தைப் போலவே, வெளிப்புற ஆற்றல் உள்ளீடு இல்லாமல் தகவல் உள்ளீடுகளுக்கு புத்திசாலித்தனமாக பதிலளிக்கக்கூடியது. அல்ட்ராலோ எலக்ட்ரானிக் சிக்னல்களை செயலாக்கக்கூடிய ஒரு புதிய வகை மின்னணுவியலில் இருந்து மைக்ரோசிஸ்டம் கட்டப்பட்டுள்ளது மற்றும் சுற்றுப்புற சூழலில் இருந்து “மெல்லிய காற்றிலிருந்து” மின்சாரத்தை உருவாக்கக்கூடிய ஒரு சாதனத்தை ஒருங்கிணைக்கிறது.
நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் ஜூன் 7 அன்று இந்த அற்புதமான ஆராய்ச்சி வெளியிடப்பட்டது.
எலக்ட்ரிக்கல் அண்ட் கம்ப்யூட்டர் இன்ஜினியரிங் (ECE) உதவி பேராசிரியரும், பயோமெடிக்கல் இன்ஜினியரிங் இணை பேராசிரியருமான ஜுன் யாவ், தனது நீண்டகால ஒத்துழைப்பாளரான டெரெக் ஆர். லோவ்லி, நுண்ணுயிரியலில் ஒரு சிறப்பு பேராசிரியருடன் ஆராய்ச்சிக்கு தலைமை தாங்கினார்.
நுண்ணிய அமைப்பின் முக்கிய கூறுகள் இரண்டும் புரோட்டீன் நானோவைரஸிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு “பச்சை” மின்னணு பொருள், இது நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து புதுப்பிக்கத்தக்க வகையில் “மின் கழிவுகளை” உற்பத்தி செய்யாது. மனித உடல் மற்றும் மாறுபட்ட சூழல்களுடன் தொடர்புகொள்வதற்கு மிகவும் வசதியான நிலையான உயிர் மூலப்பொருட்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் எதிர்கால பசுமை மின்னணுவியல் திறனை இந்த ஆராய்ச்சி குறிப்பிடுகிறது.
இந்த திருப்புமுனை திட்டம் “சுய-நீடித்த அறிவார்ந்த நுண்ணிய அமைப்பை” உருவாக்குகிறது என்று யு.எஸ். இராணுவ போர் திறன் மேம்பாட்டு கட்டளை இராணுவ ஆராய்ச்சி ஆய்வகம் கூறுகிறது, மேலும் இது ஆராய்ச்சிக்கு நிதியளிக்கிறது.
யாவ் குழுவில் பட்டதாரி மாணவரான தியாண்டா ஃபூ முன்னணி ஆசிரியராக உள்ளார். “எலக்ட்ரானிக்ஸில் ‘வாழ்க்கை’ அம்சங்களை இணைப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய இது ஒரு அற்புதமான தொடக்கமாகும். மேலும் வளர்ந்த பதிப்புகளை எதிர்பார்க்கிறேன்,” என்று ஃபூ கூறினார்.
குழுவின் சமீபத்திய ஆராய்ச்சியின் தொடர்ச்சியான பரிணாமத்தை இந்த திட்டம் பிரதிபலிக்கிறது. முன்னதாக, பூமியில் காணப்படும் கிட்டத்தட்ட எல்லா சூழல்களிலும் தொடர்ந்து மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு சாதனம், ஒரு புரத-நானோவைர் அடிப்படையிலான ஏர் ஜெனரேட்டர் (அல்லது ‘ஏர்-ஜெனரல்’) மூலம் சுற்றுப்புற சூழலில் / ஈரப்பதத்திலிருந்து மின்சாரம் உருவாக்க முடியும் என்று ஆராய்ச்சி குழு கண்டுபிடித்தது. ஏர்-ஜென் கண்டுபிடிப்பு 2020 இல் நேச்சரில் தெரிவிக்கப்பட்டது.
2020 ஆம் ஆண்டில், யாவோவின் ஆய்வகம் நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸில் அறிக்கை செய்தது, மூளை கணக்கீட்டைப் பிரதிபலிக்கும் மற்றும் உயிரியல் சமிக்ஞை பெருக்கங்களுடன் பொருந்தக்கூடிய அல்ட்ராலோ மின் சமிக்ஞைகளுடன் பணிபுரியும் மெமரிஸ்டர்கள் எனப்படும் மின்னணு சாதனங்களை உருவாக்க புரத நானோவைர் பயன்படுத்தப்படலாம்.
“இப்போது நாங்கள் இரண்டையும் ஒன்றாக இணைக்கிறோம்,” யாவ் படைப்பு பற்றி கூறினார். “புரோட்டீன்-நானோவைர் மெமரிஸ்டர்களிடமிருந்து கட்டப்பட்ட சென்சார்கள் மற்றும் சுற்றுகளை இயக்க ஏர்-ஜெனில் இருந்து மின்சாரம் பயன்படுத்தப்படும் மைக்ரோசிஸ்டம்களை நாங்கள் உருவாக்குகிறோம். இப்போது எலக்ட்ரானிக் மைக்ரோசிஸ்டம் வெளிப்புற ஆற்றல் மூலத்தின் தேவை இல்லாமல் உணர்திறன் மற்றும் கணக்கீட்டை ஆதரிக்க சுற்றுச்சூழலில் இருந்து சக்தியைப் பெற முடியும் ( எ.கா. பேட்டரி). இது ஒரு உயிரினத்தில் சுய சுயாட்சியைப் போலவே முழு ஆற்றல் சுய-நிலைத்தன்மையையும் புத்திசாலித்தனத்தையும் கொண்டுள்ளது. ”
இந்த அமைப்பு சுற்றுச்சூழல் நட்பு உயிர் மூலப்பொருளிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது – இது பாக்டீரியாவிலிருந்து அறுவடை செய்யப்படும் புரத நானோவைர்கள் ஆகும். யாவ் மற்றும் லோவ்லி பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு லோவ்லியால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஜியோபாக்டர் என்ற நுண்ணுயிரியிலிருந்து ஏர்-ஜெனை உருவாக்கினர், பின்னர் அவை காற்றில் ஈரப்பதத்திலிருந்து மின்சாரத்தை உருவாக்கவும் பின்னர் மனித நுண்ணறிவைப் பிரதிபலிக்கும் திறன் கொண்ட மெமரிஸ்டர்களை உருவாக்கவும் பயன்படுத்தப்பட்டன.
“எனவே, செயல்பாடு மற்றும் பொருள் இரண்டிலிருந்தும், நாங்கள் ஒரு மின்னணு அமைப்பை அதிக உயிர்-ஒரே மாதிரியாக அல்லது ஒரே மாதிரியாக உருவாக்குகிறோம்” என்று யாவ் கூறுகிறார்.
“ஒரு தன்னிறைவான அறிவார்ந்த நுண்ணிய அமைப்பை ஒருவர் உருவாக்க முடியும் என்பதை இந்த வேலை நிரூபிக்கிறது” என்று யு.எஸ். இராணுவ போர் திறன் மேம்பாட்டு கட்டளை இராணுவ ஆராய்ச்சி ஆய்வகத்தின் பயோட்ரோனிக்ஸ் திட்ட மேலாளர் அல்பேனா இவானிசெவிக் கூறினார். “UMass இன் குழு கணக்கீட்டில் செயற்கை நியூரான்களின் பயன்பாட்டை நிரூபித்துள்ளது. புரத நானோவைர் மெமரிஸ்டர்கள் நீர்நிலை சூழலில் ஸ்திரத்தன்மையைக் காண்பிப்பது மேலும் செயல்பாட்டுக்கு ஏற்றது என்பது மிகவும் உற்சாகமானது. கூடுதல் செயல்பாடுகள் அவற்றின் ஸ்திரத்தன்மையை அதிகரிப்பதோடு மட்டுமல்லாமல் அவற்றின் பயன்பாட்டை விரிவுபடுத்துவதையும் உறுதிப்படுத்துகின்றன இராணுவத்திற்கு சென்சார் மற்றும் புதிய வகை தொடர்பு முறைகளுக்கு முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.”
References: