سنگل حیاتیاتی مالیکیولز پر قوتوں کی انتہائی درستگی سے جانچ کرنے کی کوشش کرتے ہوئے، محققین نے ڈبل ٹریپ آپٹیکل ٹویزرز سسٹم کی اپنی ضرورت کو پورا کیا ہے۔ انہوں نے اس آلے کا اپنا ورژن ایجاد کیا ہے، جس سے یہ تکنیک ہندوستان کے سائنسدانوں کے لیے بھی دستیاب ہو گئی ہے۔ اس سے نہ صرف نینو سائنس میں بلکہ دوا کی ترقی اور دیگر طبی تحقیق جیسے شعبوں میں بھی نئی دریافتوں کی لہر چل سکتی ہے۔

آپٹیکل ٹویزرز ایک ایسی دریافت ہے ،جس نے 2018 میں نوبل انعام جیتا تھا۔ جدید تحقیق میں یہ ایک اہم آلہ بن چکا ہے، جس کے ذریعے روشنی کا استعمال کر کے انتہائی باریک اشیاء میں تبدیلی اور حرکت ممکن ہو گئی ہے۔ انتہائی چھوٹی قوتوں کی پیمائش کے لیے ان کا استعمال حیاتیات، بایو انجینئرنگ، مادیات، اور نینو ٹیکنالوجی سمیت کئی شعبوں میں مفید رہا ہے۔

آپٹیکل ٹویزرز کی ایجاد کے کئی دہائیوں بعد بھی کچھ ڈیزائن موجودہ اطلاق کے لیے کثیرالجہتی چیلنج کا سامنا کر رہے ہیں۔ ٹریپ  مائیکرو سائز کے ذرات کے درمیان تعامل، بایو پولیمر فلامینٹس کی میکینیکل خصوصیات اور پروٹین نینو مشینوں کی پیدا کردہ قوت پر اکثر ڈبل ٹریپ سسٹم میں تحقیق کی جاتی ہے، جہاں ٹریپ ذرات کو کنٹرول کرنے کے لیے دو شعاعوں کا استعمال کیا جاتا ہے، لیکن ایک مسئلہ یہ ہے: روایتی نظام  ٹریپڈ(قید) ذرات سے گزرتی ہوئی روشنی کا پتہ لگانے پر انحصار کرتے ہیں اور اس طریقے کی اپنی حدود ہیں۔

شکل 1: روایتی ڈوئل میش آپٹیکل ٹوئیزر سیٹ اپ

حکومت ہند کے سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ڈپارٹمنٹ(ڈی ایس ٹی) کی معاونت سے چلنے والے ایک خودمختار ادارے، رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ نے ایک نئی آپٹیکل ٹریپنگ اسکیم تیار کی ہے جو روایتی ڈبل ٹریپ آپٹیکل ٹویزرز کی کمزوریوں کو دور کرتی ہے۔ اس جدت میں کونفوکَل ڈیٹیکشن اسکیم کا استعمال شامل ہے، جو ایک ایسا نظام ہے جس میں ہر ڈیٹیکٹر صرف اپنے ٹریپ سے واپس آنے والی روشنی کو دیکھتا ہے اور باقی سب کچھ نظر انداز کر دیتا ہے۔ اس طرح، دونوں ٹریپ سے آنے والے سگنل ایک دوسرے میں مداخلت نہیں کرتے اور مکمل طور پر آزاد رہتے ہیں۔

سب سے قابل ذکر بات یہ ہے کہ ٹریپ کے اندر ذرات کی پوزیشن کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہونے والے ڈیٹیکٹر، ٹریپ کے حرکت پذیر ہونے کے باوجود بھی مکمل طور پر ایک سمت میں رہتے ہیں۔ تمام سگنلز میں خلل کو دور کرکے، یہ نظام ہر ٹریپ کے لیے مخصوص اور قابل اعتماد پیمائش فراہم کرتا ہے۔

شکل 2: بیک سکیٹرڈ لائٹ کا استعمال کرتے ہوئے نیا ڈوئل ٹریپ آپٹیکل ٹوئیزر سیٹ اپ

 

رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ میں پی ایچ ڈی اسکالرایم ڈی ارسلان اشرف نے کہا کہ یہ منفرد آپٹیکل ٹریپنگ اسکیم میں رکے ہوئے ذرات کی پوزیشن کا پتہ لگانے کے لیے نمونے سے واپس بکھری ہوئی لیزر روشنی کا استعمال کرتی ہے۔ یہ تکنیک ڈبل ٹریپ کنفیگریشن کی کچھ طویل المدتی رکاوٹوں کو دور کرتی ہے، سگنل میں مداخلت کو ختم کرتی ہے اور جو سنگل ماڈیول ڈیزائن معیاری مائیکرواسکوپی فریم ورک کے ساتھ آسانی سے مربوط ہو جاتا ہے۔

روایتی ڈیزائن میں رکی(پھنسی) ہوئی اشیاء کی پوزیشن کو ان کے ذریعے گزرتی ہوئی روشنی کے ذریعے پیمائش کی جاتی ہے۔ اگرچہ یہ مؤثر ہے، لیکن اس سے تین چیزیں متاثر ہوتی ہیں:پہلی جب دو ٹریپ ایک ساتھ کام کر رہے ہوں تو سگنل میں مداخلت پیدا ہوتی ہے۔ انجینئرز نے الگ لیزرز یا زیادہ پیچیدہ آپٹکس کا استعمال کر کے اس قسم کی مداخلت، یعنی ‘کراس ٹاک’، کو کم کرنے کی کوشش کی، جس سے لاگت اور نظام کی پیچیدگی بڑھ جاتی ہے۔ یہ نظام اکثر مائیکرواسکوپ کے دیگر اجزاء پر قابوپانے کی کوشش کرتے ہیں اور اس سے فیز ریورس یا ریفلکٹیو امیجنگ جیسے فیچرز شامل کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔تیسرےٹریپ کے ہلنے پر سنسر سسٹم کو دوبارہ سمت میں لانا پڑتا ہے، جس سے ڈاؤن ٹائم بڑھتا ہے اور متحرک تجربات میں درستگی کم ہو جاتی ہے۔

 

رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے سائنسدانوں کے تیار کردہ اس نئے ڈیزائن نہ صرف تصوری طور پر بہتر ہے بلکہ زیادہ کثیرالجہتی بھی ہے۔ اس میں کوئی کراس ٹاک نہیں ہے اور دونوں ٹریپ کو قریب لانے پر بھی دونوں ٹریپ سے حاصل شدہ پیمائش ایک دوسرے میں مداخلت نہیں کرتی۔ ٹریپ کو ذرات کو ٹریک کرنے کی صلاحیت کھوئے بغیر آزادانہ طور پر منتقل کیا جا سکتا ہے اور یہ نظام درجہ حرارت میں تبدیلی کے باوجود طویل مدت تک مستحکم رہتا ہے۔ یہ نظام موجودہ امیجنگ تکنیکوں کے ساتھ آسانی سے کام کرتا ہے اور کسی ترمیم کی ضرورت نہیں ہوتی۔ اس کا مشکل اور ماڈیولر ڈیزائن اسے بغیر مائیکرواسکوپ کے بنیادی ڈھانچے میں تبدیلی کرنے کے لیےایک عام مائیکرواسکوپ میں آسانی سے جوڑنے  کی سہولت  فراہم کرتا ہے۔

رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے چیف پی آئی اور فیکلٹی رکن پرموڈ اے پللرکٹ نے کہا کہ یہ نیا سنگل ماڈیول ٹریپنگ اور ڈیٹیکشن ڈیزائن، سنگل مالیکیولز کے اعلیٰ درستگی والے فورس میزر مینٹ اسٹڈیز، نرم مواد بشمول حیاتیاتی نمونوں کی جانچ اور خلیوں جیسے حیاتیاتی نمونوں کے مائیکرواسکوپک نقل و حرکت کو زیادہ آسان اورمؤثر لاگت کا بناتا ہے۔

یہ ڈیزائن انٹیلیک چوئل پراپرٹی کے لحاظ سے ڈبل آپٹیکل ٹریپ کے استعمال میں منفرد ہے۔ یہ سگنل مداخلت کے مستقل چیلنج کو کم سے کم طریقے سے حل کرتا ہے، درستگی اور اعتماد میں اضافہ کرتا ہے اور مضبوطی اور انضمام کو بڑھاتا ہے۔ یہ تمام عوامل اسے پیٹنٹ پروٹیکشن کے لیے مثالی بناتے ہیں۔

اس بنیاد سے فائدہ اٹھاتے ہوئے، موجد اب اس ڈبل ٹریپ تکنیک کو موجودہ کمرشل مائیکرواسکوپ کے لیے سنگل ماڈیول ایڈ-آن پراڈکٹ کے طور پر پلگ اینڈ پلے صلاحیتوں کے ساتھ تجارتی شکل دینے میں دلچسپی رکھتے ہیں۔

************

ش ح ۔م ع ن۔ ن ع

UN-NO-7394

(Release ID: 2177490) Visitor Counter : 10