நானோ உணரிகள் மூலம் மூலக்கூறுகளின் அளவுகளைக் கண்டறிதல்

Utrecht ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு புதிய வகை உணரியை உருவாக்கியுள்ளனர், இது மனித முடியின் அகலத்தை விட 500 மடங்கு சிறியது. இது மிகவும் சிறிய அளவிலான மூலக்கூறுகளைக் கண்டறியும் முன்னோடியில்லாத திறனைக் கொண்டுள்ளது. மருத்துவத்தில் முக்கியமான இரசாயன மாசுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் போன்ற பொருட்களின் சுவடு அளவைக் கண்டறிந்து அடையாளம் காண இந்த உணரிகள் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த உணரிகள் ராமன் சிதறலைப் பயன்படுத்துகின்றன, இது பல்வேறு மூலக்கூறுகளுக்கு தனித்துவமான சமிக்ஞைகளை வழங்கும் ஒரு நிகழ்வாகும், இது பெரும்பாலும் “மூலக்கூறு கைரேகை” என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. மேம்பட்ட செயல்பாட்டுப் பொருட்களில் அவர்களின் வெளியீட்டில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த சிறிய உணரிகளின் தயாரிப்பு மற்றும் பயன்பாட்டை முன்வைக்கின்றனர்.

முன்னணி ஆராய்ச்சியாளர் பேராசிரியர் அல்ஃபோன்ஸ் வான் பிளேடெரன் விளக்குவதாவது, “தங்க நானோதண்டுகளின் கலவையை அவற்றின் வடிவமைப்பு நம்பியுள்ளது, இது ராமன் சைகைகள் இன்னும் அதிகமாக இருக்கும் ஒரு பெரிய கோளக் கொத்தாக அவற்றின் நுனிகளுக்கு அருகில் பல்லாயிரக்கணக்கான முறை மூலக்கூறுகளின் ராமன் சிதறலை மேம்படுத்துகிறது. தயாரிப்பில் ஒரு முக்கியமான படி முதலில் ஒவ்வொரு தங்க நானோதண்டையும் அதன் சொந்த பாதுகாப்பு நுண்துளை பூச்சுடன் சுற்றி வைப்பது. இந்த பூச்சுகளின் தடிமன் மற்றும் துளையை கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், நானோதண்டுகளை எவ்வளவு நெருக்கமாக ஒன்றாக பேக் செய்ய முடியும், எவ்வளவு எளிதாக அல்லது மூலக்கூறுகள் உணரிக்குள் நுழைவது கடினம்.”

சிறு நீர்த்துளிகள்

நானோ உணரியில் பூசப்பட்ட தண்டுகளை ஒன்றாகக் கொண்டுவருவது முன்னணி எழுத்தாளர்களான ஜெஸ்ஸி வான் டெர் ஹோவன் மற்றும் ஹரித் குருநாராயணன் ஆகியோருக்கு முக்கிய இலக்காக இருந்தது. வான் டெர் ஹோவன் விளக்குவதாவது, “இந்த தண்டுகளில் இருந்து ஒரு கோளக் கொத்தை கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வகையில் உருவாக்க விரும்பினர், அங்கு ராமன் சிதறலுக்கான ‘ஹாட் ஸ்பாட்கள்’ என்று அழைக்கப்படுபவை ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்ந்து ராமன் சைகைகளை மேலும் மேம்படுத்தும். அவ்வாறு செய்ய, நாங்கள் தண்டுகளை உள்ளே வைக்கிறோம். சிறிய நீர்த் துளிகள் நீரை மெதுவாக ஆவியாக்குவதன் மூலம், நானோதண்டுகள் ஒரு கோள அமைப்பில் ஒன்றாகப் பொதிக்க வேண்டிய கட்டாயம் ஏற்பட்டது.”

இந்த அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெவ்வேறு நானோ உணரி கட்டமைப்புகளின் முழு வரம்பைத் தயாரிக்கலாம். இது குறித்து குருநாராயணன் மேலும் கூறுகையில், “இந்த நானோதண்டு வரிசைகள் அழகான கட்டமைப்புகள் மட்டுமின்றி, முந்தைய தங்க நானோதண்டுகளின் கூட்டங்களை விட மிகச் சிறிய அளவிலான மூலக்கூறுகளைக் கண்டறிவதில் மிகச் சிறந்தவையாக இருப்பதைக் கண்டு அவர்கள் உற்சாகமடைந்தனர்.”

இந்த மீத்துகள்கள், பெரிய கட்டமைப்புகளில் கூடியிருக்கும் நானோ துகள்கள், வினையூக்கத்தில் இரசாயன எதிர்வினைகளை ஆய்வு செய்தல், உயிரியல் அல்லது மருத்துவத்தில் முக்கியமான இரசாயனங்களின் அளவைக் கண்டறிதல் மற்றும் புரதங்களின் கட்டமைப்பை ஆராய்வது உட்பட பலவிதமான பயன்பாடுகளுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஒப்பீட்டளவில் விலையுயர்ந்த கையடக்க ராமன் சிதறல் சாதனங்கள் ஏற்கனவே உள்ளன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

தங்க நானோதண்டுகளால் செய்யப்பட்ட ராமன் உணர்திறன் கட்டமைப்புகளின் முந்தைய அறிக்கைகளை விட உணரப்பட்ட உணர்திறன் மீத்துகள்கள் சிறப்பாக செயல்படுகின்றன என்பது உற்சாகமானது. இருப்பினும், இந்த ஆரம்ப வடிவமைப்பை மேம்படுத்த இன்னும் நிறைய இடம் உள்ளது. வரிசைகளின் உணர்திறன் மற்றும் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்கு தற்போது பல யோசனைகள் ஆராயப்படுகின்றன. இந்த ராமன் மீத்துகள் உணரிகள் எழுத்து மற்றும் அடையாளப்பூர்வமாக பிரகாசமான எதிர்காலத்தைக் கொண்டுள்ளன.

References:

• Hassan, D., Bakhsh, H., Khurram, A. M., Bhutto, S. A., Jalbani, N. S., Ghumro, T., & Solangi, A. R. (2022). Fluorescent Nanotechnology: An Evolution in Optical Sensors. Current Analytical Chemistry, 18(2), 176-185.
• Nie, C., Wu, B., & Wang, H. (2022). Engineering of graphene nanoribbon as a promising platform for detection of carbon-based molecules. Chinese Journal of Physics, 77, 534-543.
• Wang, Q., & Arash, B. (2014). A review on applications of carbon nanotubes and graphenes as nano-resonator sensors. Computational Materials Science, 82, 350-360.
• Moradi, S., Khaledian, S., Abdoli, M., Shahlaei, M., & Kahrizi, D. (2018). Nano-biosensors in cellular and molecular biology. Cellular and Molecular Biology, 64(5), 85-90.
• Xu, P., Li, X., Yu, H., & Xu, T. (2014). Advanced nanoporous materials for micro-gravimetric sensing to trace-level bio/chemical molecules. Sensors, 14(10), 19023-19056.