پیپٹائڈز کا استعمال کرتے ہوئے انتہائی موثر پیزو الیکٹرک بائیو میٹریل بنانے کے لیے ایک سادہ لیکن طاقتور سالماتی حکمت عملی-پروٹین کے قدرتی بلڈنگ بلاکس امپلانٹیبل میڈیکل ڈیوائسز تیار کرنے میں مدد کر سکتے ہیں جو دل کی دھڑکن ، سانس لینے یا چلنے جیسے جسمانی حرکات کا استعمال کرتے ہوئے خود کو طاقت دیتے ہیں ۔

پیزو الیکٹرک مواد خاص مواد ہیں جو مکینیکل قوت ، جیسے دبانے ، موڑنے ، یا کھینچنے ، کو برقی توانائی میں تبدیل کر سکتے ہیں ۔ یہ انوکھی خاصیت دباؤ سینسر ، طبی الٹراساؤنڈ آلات ، ایکچوایٹرز ، اور خود سے چلنے والے توانائی کی کٹائی کے نظام جیسے آلات میں استعمال ہوتی ہے ۔ تاہم ، زیادہ تر تجارتی طور پر دستیاب پیزو الیکٹرک مواد سیرامکس سے بنائے جاتے ہیں ۔ اگرچہ وہ اچھی طرح سے کام کرتے ہیں ، زیادہ تر روایتی پیزو الیکٹرک مواد ٹوٹنے والے ، ماحولیاتی طور پر غیر دوستانہ ، اور اکثر انسانی جسم کے اندر استعمال کے لیے غیر موزوں ہوتے ہیں ۔ اس لیے سائنسداں محفوظ ، نرم اور حیاتیاتی ہم آہنگ متبادل تلاش کر رہے ہیں ۔

سینٹر فار نینو اینڈ سافٹ میٹر سائنسز (سی ای این ایس) بنگلورو کے محققین-انڈین انسٹی ٹیوٹ آف سائنس ایجوکیشن اینڈ ریسرچ (آئی آئی ایس ای آر) کولکتہ ، اور جواہر لال نہرو سینٹر فار ایڈوانسڈ سائنٹفک ریسرچ (جے این سی اے ایس آر) بنگلورو کے تعاون سے حکومت ہند کے محکمہ سائنس و ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) کے تحت ایک خود مختار ادارہ ہے ۔

پیپٹائڈ پر مبنی مواد سے مضبوط پیزو الیکٹرک کارکردگی حاصل کرنے والے بافتوں کے ساتھ محفوظ ، بائیوڈیگریڈیبل اور بائیو مطابقت پذیر ہونے کے باوجود یہ ایک دیرینہ سائنسی چیلنج رہا ہے ۔

جدید تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے ، محققین نے دریافت کیا کہ کلید پیپٹائڈ کو خود تبدیل کرنے میں نہیں ہے ، بلکہ پیپٹائڈ کے مالیکیولز کو جمع کرنے کے طریقے کو کنٹرول کرنے میں ہے ۔ مختلف خوردبین تکنیکوں جیسے ایٹمک فورس مائکروسکوپی (اے ایف ایم) اور فیلڈ ایمیشن اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی (ایف ای ایس ای ایم) سے انہوں نے پایا کہ پیپٹائڈ مالیکیول پانی میں نانوفائبر بناتے ہیں لیکن کوئی پیزو الیکٹرک ردعمل ظاہر نہیں کرتے ہیں ۔ تاہم ، ایک موزوں شریک سالوینٹ کے صرف ایک فیصد کو متعارف کرانے سے مالیکیولز کو ایک انتہائی ترتیب شدہ سپرمولیکولر ترتیب میں دوبارہ منظم کیا گیا ، اور پیپٹائڈ کی کیمیائی ساخت کو تبدیل کیے بغیر فوری طور پر ایک مضبوط پیزو الیکٹرک ردعمل کو چالو کیا گیا ۔

یہ تبدیلی اس لیے پیدا ہوتی ہے کیونکہ کنٹرول شدہ چیرل سیلف اسمبلی مالیکیولر ڈایپولز کو غیر سینٹروسیمیٹرک ڈھانچے میں صف بندی کرتی ہے-جو پیزو الیکٹرکٹی کے لیے ایک بنیادی ساختی ضرورت ہے ۔ یہ خوبصورت مالیکیولر نقطہ نظر یہ ظاہر کرتا ہے کہ صرف مالیکیولر سیلف اسمبلی کو کنٹرول کرنا بائیو میٹریلز میں برقی فعالیت کو چالو یا غیر فعال کر سکتا ہے ۔

محققین نے انکشاف کیا کہ کس طرح باریک مالیکیولر تنظیم نو مالیکیولر ڈایپولز کو غیر سینٹروسیمیٹرک ڈھانچے میں صف بندی کرتی ہے جو میکانی توانائی کو مؤثر طریقے سے بجلی میں تبدیل کرتی ہے ۔

انجینئرڈ پیپٹائڈ نینو میٹریلز نے تقریبا 30 پی ایم V−1 کے قابل ذکر اعلی پیزو الیکٹرک گتانک کی نمائش کی ، جس میں پیپٹائڈ پر مبنی مواد کے لیے قابل ذکر کارکردگی کا مظاہرہ کیا گیا اور اگلی نسل کی لچکدار ، پائیدار اور بائیو مطابقت پذیر توانائی کی کٹائی کی ٹیکنالوجیز کے لیے ان کی مضبوط صلاحیت کو اجاگر کیا گیا ۔

جریدے انجیوانڈے کیمی انٹرنیشنل ایڈیشن میں شائع ہونے والی یہ دریافت مالیکیولز کو خود کیمیائی طور پر تبدیل کیے بغیر پائیدار فنکشنل بائیو میٹریلز کو ڈیزائن کرنے کے لیے ایک نیا خاکہ فراہم کرتی ہے ۔ اس طرح کے مواد ایک دن پہننے کے قابل الیکٹرانکس ، امپلانٹیبل میڈیکل سینسرز ، الیکٹرانک جلد ، بائیو سینسرز ، اور دیگر اگلی نسل کی صحت کی دیکھ بھال کی ٹیکنالوجیز کو قدرتی جسم کی نقل و حرکت سے براہ راست توانائی حاصل کر سکتے ہیں ۔ بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کے علاوہ ، یہ دریافت روایتی پیزو الیکٹرک مواد کا ماحول دوست متبادل بھی پیش کرتی ہے اور پائیدار سافٹ الیکٹرانکس کی ترقی میں معاون ہے ۔

شکل: چیروپٹیکل رویے اور پیزو الیکٹرک ردعمل کے درمیان تعلق کی ریاضیاتی نمائندگی ۔

 

یہ تحقیق پیچیدہ سائنسی چیلنجوں کو حل کرنے کے لیے سالماتی ڈیزائن ، جدید نینو اسکیل کیریکٹرائزیشن ، اور کمپیوٹیشنل سیمولیشن کو اکٹھا کرتے ہوئے سپرمولیکولر کیمسٹری میں ہندوستان کی بڑھتی ہوئی طاقت کو اجاگر کرتی ہے ۔

اس تحقیق کی قیادت سی ای این ایس میں ڈاکٹر گوتم گھوش نے اپنی پی ایچ ڈی اسکالر محترمہ اپرنا رمیش کے ساتھ مل کر جناب سربجیت لیک ، پروفیسر نیلانجنا سینگپتا (آئی آئی ایس ای آر کولکتہ) اور جناب تارک ناتھ داس (جے این سی اے ایس آر) کے تعاون سے کی ۔

اشاعت کا لنک: https://doi.org/ 10.1002/anie.3135255

مزید تفصیلات کے لیے ڈاکٹر گوتم گھوش سے gghosh@cens.res.in پر رابطہ کریں ۔

۔۔۔۔۔

ش ح۔ ا س۔ ت ح ۔                                              

U 3005–

(ریلیز آئی ڈی: 2306535) وزیٹر کاؤنٹر : 8