जैविक पोल में देखी गई ‘फ्रूटकेक’ संरचना

कार्बनिक पॉलिमर में 'फ्रूटकेक' संरचना देखी गई

छवि: शोधकर्ताओं ने लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में संभावित अनुप्रयोगों के साथ एक कार्बनिक बहुलक के गुणों का विश्लेषण किया है और नैनोस्केल पर कठोरता में खुला बदलाव पहली बार इस प्रकार की सामग्री में इतनी अच्छी संरचना देखी गई है।
दृश्य मन बहलाना

क्रेडिट: कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय

शोधकर्ताओं ने लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में संभावित अनुप्रयोगों के साथ कार्बनिक बहुलक के गुणों का विश्लेषण किया है और नैनोस्केल में कठोरता में खुला बदलाव पहली बार इस प्रकार की सामग्री में इतनी अच्छी संरचना देखी गई है।

कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र को आणविक रीढ़ की हड्डी के साथ नए अर्धचालक पॉलिमर की खोज से लाभ हुआ है जो मोड़ और मोड़ के लिए लचीला हैं, जिसका अर्थ है कि वे विभिन्न आकारों में फ्लेक्स होने पर भी चार्ज परिवहन कर सकते हैं।

यह माना गया था कि ये सामग्रियां बिना किसी लंबी दूरी के आदेश के, आणविक पैमाने पर स्पेगेटी की प्लेट के समान होती हैं। हालांकि, शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने पाया कि कम से कम एक ऐसी सामग्री के लिए, ऑर्डर के छोटे पॉकेट हैं। ये ऑर्डर किए गए पॉकेट, एक मीटर के कुछ दस-बिलियनवें हिस्से में, बाकी सामग्री की तुलना में सख्त होते हैं, जो इसे सख्त और नरम क्षेत्रों के साथ एक ‘फ्रूटकेक’ संरचना देते हैं।

काम का नेतृत्व कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय और पार्क सिस्टम्स यूके लिमिटेड ने किया था, स्वीडन में केटीएच स्टॉकहोम, बेल्जियम में नामुर और मॉन्स विश्वविद्यालय और संयुक्त राज्य अमेरिका में वेक फॉरेस्ट यूनिवर्सिटी के साथ। उनके परिणाम, जर्नल में रिपोर्ट किए गए प्रकृति संचारअगली पीढ़ी के माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और बायोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास में इस्तेमाल किया जा सकता है।

नैनोस्केल पर इन सामग्रियों के यांत्रिक गुणों का अध्ययन और समझना – नैनोमैकेनिक्स के रूप में जाना जाने वाला एक क्षेत्र – वैज्ञानिकों को उन गुणों को ठीक करने में मदद कर सकता है और सामग्री को व्यापक श्रेणी के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बना सकता है।

शोध का नेतृत्व करने वाले कैम्ब्रिज के कैवेंडिश प्रयोगशाला के डॉ दीपक वेंकटेश्वरन ने कहा, “हम जानते हैं कि नैनोस्केल पर प्रकृति का कपड़ा एक समान नहीं है, लेकिन जहां हमने इसे देखने की उम्मीद नहीं की थी, वहां एकरूपता और व्यवस्था ढूंढना एक आश्चर्य की बात थी।”

शोधकर्ताओं ने एक अर्धचालक बहुलक के भीतर आदेश के क्षेत्रों की नैनोस्केल तस्वीरें लेने के लिए उच्च ईजिन मोड इमेजिंग नामक एक इमेजिंग तकनीक का उपयोग किया जिसे इंडैकोडिथियोफीन-को-बेंजोथियाडियाज़ोल (सी16-आईडीटीबीटी) कहा जाता है। इन चित्रों ने स्पष्ट रूप से दिखाया कि कैसे बहुलक फिल्म के कुछ क्षेत्रों में अलग-अलग बहुलक श्रृंखलाएं एक दूसरे के बगल में खड़ी होती हैं। क्रम के ये क्षेत्र 10 से 20 नैनोमीटर के बीच हैं।

कैवेंडिश लेबोरेटरी के सह-लेखक डॉ लेस्ज़ेक स्पेलेक ने कहा, “इन पहचान विधियों की संवेदनशीलता ने हमें पॉलिमर के स्वयं-संगठन को व्यक्तिगत आणविक तारों तक मैप करने की इजाजत दी।” “उच्च ईजिन मोड इमेजिंग सामग्री के नैनोमेकेनिकल गुणों को चिह्नित करने के लिए एक मूल्यवान विधि है, जिसे अपेक्षाकृत आसान नमूना तैयार करने की आवश्यकता होती है।”

नैनोस्केल पर सामग्री की कठोरता के आगे के माप से पता चला है कि जिन क्षेत्रों में पॉलिमर स्वयं को क्रमबद्ध क्षेत्रों में व्यवस्थित करते हैं, वे कठिन थे, जबकि सामग्री के अव्यवस्थित क्षेत्र नरम थे। प्रयोगों को एक अति-उच्च वैक्यूम के विपरीत परिवेश की स्थितियों में किया गया था, जो कि पहले के अध्ययनों में एक आवश्यकता थी।

वेंकटेश्वरन ने कहा, “ऑर्गेनिक पॉलिमर का आमतौर पर बड़े क्षेत्र, सेंटीमीटर पैमाने, लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में उनके अनुप्रयोगों के लिए अध्ययन किया जाता है।” नैनोमैकेनिक्स अभूतपूर्व संकल्पों के साथ अल्ट्रा-छोटे पैमाने पर उनके यांत्रिक गुणों की समझ विकसित करके इन अध्ययनों को बढ़ा सकते हैं।

साथ में, दोनों प्रकार के अध्ययनों से प्राप्त मौलिक ज्ञान सॉफ्ट माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और बायोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक नई पीढ़ी को प्रेरित कर सकता है। ये भविष्य के उपकरण सेंटीमीटर पैमाने के लचीलेपन, माइक्रोमीटर पैमाने की एकरूपता और नैनोमीटर पैमाने पर बेहतर जैव-अनुकूलता के साथ बहुलक श्रृंखलाओं के विद्युत नियंत्रित यांत्रिक गति के लाभों को मिलाएंगे। ”

अनुसंधान को रॉयल सोसाइटी द्वारा भाग में वित्त पोषित किया गया था।


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