خود کو جمع کرنے والے بیکٹیریل شیل پروٹین کی ایک نئی دریافت شدہ سیمی کنڈکٹر پراپرٹی محفوظ، ماحول دوست الیکٹرانکس کے لیے راہ ہموار کر سکتی ہےموبائل فونز اور اسمارٹ گھڑیوں سے لے کر طبی آلات اور ماحولیاتی سینسر تک سہولت فراہم ہوگی ۔

روایتی سیمی کنڈکٹر مواد، جیسے سیلیکون، قیمتی تکنیکی اوزار ہیں لیکن حدود کے ساتھ آتے ہیں۔ وہ سخت ہیں، اعلی توانائی کی پروسیسنگ کی ضرورت ہے، اور الیکٹرانک فضلہ کے بڑھتے ہوئے مسئلے میں حصہ ڈالتے ہیں۔ اس طرح، پائیدار، نرم، اور بایوکمپیٹیبل الیکٹرانکس (پہننے کے قابل، امپلانٹیبل، گرین سینسرز) کی مانگ بڑھتی جارہی ہے۔

انسٹی ٹیوٹ آف نینو سائنس اینڈ ٹکنالوجی ،موہالی کے سائنس دانوں کی ایک ٹیم، جو کہ خود کو جمع کرنے والے بیکٹیریل شیل پروٹینوں کے ساتھ تجربہ کرنے والے ایک خودمختار ادارہ ہے، جس میں یہ دریافت کیا گیا کہ آیا وہ پروٹین جو قدرتی طور پر مستحکم، بڑی فلیٹ 2D شیٹس بنتے ہیں، بلٹ میں الیکٹران کثافت کے نمونوں اور خوشبودار طریقے سے فوٹو ایکٹیو ہو سکتے ہیں۔

ڈاکٹر شرمستھا سنہا کی زیرقیادت ایک تحقیقی ٹیم نے طالب علموں کے محققین محترمہ سلکی بیدی اور مسٹر ایس ایم روز کے ساتھ مل کر پایا کہ جب پروٹین فلیٹ، شیٹ نما فلمیں بناتے ہیں تو وہ یو  وی  روشنی کو جذب کرتے ہیں اور بغیر کسی اضافی رنگوں، دھاتوں، یا بیرونی طاقت کے برقی رو پیدا کرتے ہیں اور روشنی کے طور پر کام کرتے ہیں، جیسے کہ الیکٹرونک، سکیفولڈ، الیکٹرونک مادوں میں بہت زیادہ استعمال کیا جاتا ہے۔

محققین نے دریافت کیا کہ یہ پروٹین قدرتی طور پر خود کو پتلی، چادر جیسی ساخت میں ترتیب دیتے ہیں۔ جب ان پر یو وی  روشنی چمکتی ہے، تو چھوٹے برقی چارجز پروٹین کی سطح پر منتقل ہونے لگتے ہیں۔ ایسا اس لیے ہوتا ہے کیونکہ پروٹین میں ٹائروسین، ایک قدرتی امینو ایسڈ ہوتا ہے جو روشنی سے پرجوش ہونے پر الیکٹرانوں کو چھوڑ سکتا ہے۔ جیسے جیسے یہ الیکٹران اور پروٹون حرکت کرتے ہیں، پروٹین شیٹ ایک برقی سگنل پیدا کرتی ہے — جیسا کہ ایک چھوٹے شمسی خلیے کے کام کرنے کے طریقے سے۔ یہ روشنی سے چلنے والا اثر پروٹین کے اندرونی ترتیب پر منحصر ہے اور اس کے لیے کسی مصنوعی اضافی یا اعلی درجہ حرارت کی تیاری کی ضرورت نہیں ہے۔

تصویر: اگلی نسل کے بائیو الیکٹرانک مواد کے لیے سیمی کنڈکٹنگ اور فوٹو ریسپانسیو خصوصیات کے ساتھ سیلف اسمبل شدہ شیل پروٹین شیٹس

یہ دریافت حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز کے لیے دلچسپ امکانات کو کھولتی ہے۔ چونکہ مواد لچکدار اور باڈی فرینڈلی ہے، اس لیے اسے پہننے کے قابل صحت مانیٹر، جلد کے لیے محفوظ یو وی -پتہ لگانے والے پیچ، اور پیوند کاری کے قابل طبی سینسرز بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جو انسانی جسم کے اندر محفوظ طریقے سے کام کرتے ہیں۔ اسے عارضی یا ڈسپوزایبل ماحولیاتی سینسر میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے آلودگی کا پتہ لگانے والے یا سورج کی روشنی سے باخبر رہنے والے، جو ماحول کو نقصان پہنچائے بغیر استعمال کے بعد قدرتی طور پر ٹوٹ جاتے ہیں۔ اہل خانہ، مریض اور صارفین ایک دن نرم، آرام دہ، اور ماحول کے لحاظ سے ذمہ دار آلات سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں جو روزمرہ کی زندگی میں آسانی سے ضم ہو جاتے ہیں۔

اس تفہیم تک پہنچنے کے لیے، آئی این ایس ٹی  ٹیم نے اس بات کا جائزہ لیا کہ پروٹین کیسے جمع ہوتے ہیں، وہ روشنی کے نیچے کیسے برتاؤ کرتے ہیں، اور بجلی ان میں کیسے حرکت کرتی ہے۔ اعلی درجے کی خوردبینوں اور عین مطابق کنٹرول شدہ برقی ٹیسٹوں کا استعمال کرتے ہوئے، محققین نے اس بات کی تصدیق کی کہ یہ سیمی کنڈکٹر جیسا رویہ پروٹین کے صاف ستھرا ڈھانچے اور پروٹین کے مرکزی علاقے میں ٹائروسین کی باقیات کی خصوصی واقفیت پر منحصر ہے۔ نتائج کا موازنہ ٹائروسین والے غیر منقولہ یا بے ترتیب پروٹینوں سے کر کے، ٹیم نے ثابت کیا کہ یہ اثر قدرتی طور پر ترتیب دی گئی پروٹین شیٹس سے منفرد ہے۔

جرنل کیمیکل سائنس آف دی رائل سوسائٹی آف کیمسٹری میں شائع ہونے والی یہ تحقیق بائیو انسپائرڈ الیکٹرانکس کی جانب ایک امید افزا قدم کی نمائندگی کرتی ہے، جہاں مواد کو فطرت میں پائے جانے والے ذہین میکانزم سے براہ راست سیکھ کر ڈیزائن کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے مواد الیکٹرانک ٹیکنالوجیز کی نئی نسل کا باعث بن سکتے ہیں جو نہ صرف فعال اور موثر ہیں بلکہ پائیدار، محفوظ اور لوگوں اور کرہ ارض دونوں کی ضروریات کے مطابق بھی ہیں۔

یہ روشنی کے لیے حساس مواد بنانے کے لیے جینیاتی طور پر ٹیون ایبل، کم توانائی والا راستہ فراہم کر سکتا ہے جو کہ کم لاگت والے ڈیٹیکٹرز، بائیو کمپیٹیبل سینسرز اور محفوظ کم ناگوار امپلانٹیبل آلات کے لیے مفید ہیں۔

اشاعت کا لنک:  DOI: 10.1039/D5SC05716G

****

ش ح ۔ ال ۔ ع ر

UR-382

(रिलीज़ आईडी: 2213077) आगंतुक पटल : 7