agricultural stories in Marathi, Technowon, Harvesting light like nature does | Agrowon

निसर्गाप्रमाणे प्रकाशाचे ग्रहण करणारा जैवआधारित नॅनोघटक विकसित

टीम अॅग्रोवन
बुधवार, 9 जून 2021

द्विमितीय संकरित नॅनो घटक तयार करण्याचा प्रयत्न पॅसिफिक नॉर्थवेस्ट नॅशनल लॅबोरेटरी आणि वॉशिंग्टन राज्य विद्यापीठातील संशोधक करत आहेत.

निसर्गामध्ये वनस्पती आणि जिवाणूंकडून सूर्यप्रकाशाचे ग्रहण अत्यंत कार्यक्षमपणे केले जाते. त्यांच्या कार्यपद्धतीचा अभ्यास करून काही प्रमाणात नक्कल करत द्विमितीय संकरित नॅनो घटक तयार करण्याचा प्रयत्न पॅसिफिक नॉर्थवेस्ट नॅशनल लॅबोरेटरी आणि वॉशिंग्टन राज्य विद्यापीठातील संशोधक करत आहेत. यामुळे फोटोव्होल्टाईक आणि बायोइमेजिंग तंत्रासह कृत्रिम प्रकाश ग्रहण यंत्रणेची कार्यक्षमता वाढवणे शक्य आहे. हे संशोधन ‘सायन्स ॲडव्हान्सेस’ मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

सेंद्रिय आणि सेंद्रिय पदार्थांच्या एकत्रित वापर करण्यामध्ये अनेक अडचणी आहेत. अशा प्रकारचे घटक नैसर्गिक वातावरणामध्ये उपलब्ध होत नाहीत. प्रथिनांसारख्या कृत्रिम मुलद्रव्यांमध्ये अतिसूक्ष्म नॅनो (अब्जांशी- नॅनो म्हणजे एक मीटरचा अब्जावा भाग ) तंत्रज्ञानातून सिलिकेट आधारित स्फटिकांचा वापर केला जात आहे. त्यातही रचना सपाट किंवा द्विमितीय आडवी केली जाते. यामुळे अधिक क्षेत्रफळ व्याप्त करणे शक्य होते. त्याविषयी माहिती देताना चून लॉंग चेन यांनी सांगितले, की सूर्य हाच पृथ्वीवरील सर्वांत महत्‍त्वाचा ऊर्जा स्रोत आहे. बहुतांश अन्नसाखळी ही पहिल्या टप्प्यातील वनस्पती आणि जिवाणूंवर आधारित आहे. या वनस्पती आणि जिवाणू स्वतःचे अन्न सूर्यप्रकाशाच्या साह्याने स्वतः बनवू शकतात. ही अन्न बनवण्याची प्रक्रिया सूर्यप्रकाशाच्या ग्रहणावर अवलंबून असते.

मोठे स्वप्न आणि सूक्ष्म स्फटिक ः
वास्तविक सूर्यप्रकाश ग्रहणामध्ये कार्यरत निसर्गातील घटकांची नक्कल करणे हे अत्यंत आव्हानात्मक आहे. मात्र चेन आणि त्यांच्या आंतरविद्याशाखीय संशोधक सहकाऱ्यांनी त्या दिशेने प्रयत्न केला आहे. त्यांनी प्रथिनांसारखी रचना असलेल्या पेप्टाईड तयार केले आणि त्यावर एका बाजूला पिंजऱ्याप्रमाणे असलेली सिलीकेटची रचना जोडली. योग्य अशा पद्धतीने या मूलद्रव्यामुळे द्विमितीय अतिसूक्ष्म असे पातळ प्रतल तयार होते. त्याचा एक थर पेशी भित्तिकेप्रमाणे तयार केला जातो. ही संपूर्ण प्रणाली ही नैसर्गिक रचनेप्रमाणे असल्याने स्थिर असते.

जैवप्रेरीत घटक ः
संशोधक गटाला वरील प्रमाणे पॉस पेप्टाईड नॅनोक्रिस्टल (POSS-peptoid nanocrystal) रचना विकसित करण्यामध्ये यश आल्यानंतर त्यात वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म वाढवण्याचे प्रयत्न सुरू झाले. कामानुसार प्रत्येक मुलद्रव्याची जागा, एकमेकांपासूनचे अंतर यांचा विचार करण्यात आला. त्यातून अनेक शक्यता निर्माण होतात.
सध्या वनस्पती केवळ काही विशिष्ट रंगाचा प्रकाश ग्रहण करू शकतात. मात्र या नव्या तंत्रामुळे मानवाला यापेक्षाही प्रकाशातील वेगळ्या रंगाचेही शोषण करणे शक्य होईल. या नव्या रचनेमध्ये दाता मुलद्रव्यासोबतच त्यांना पकडून ठेवण्यासाठी पिंजऱ्यासदृश्य मुलद्रव्यांचा (ॲक्सेप्टर) वापर केला आहे. या दाता मुलद्रव्याकडून शोषलेला विशिष्ट तरंगलांबीचा प्रकाश पुढे ॲक्सेप्टर कडे पाठवला जातो. यामुळे ऊर्जा वहनाची कार्यक्षमता ९६ टक्क्यांपेक्षा अधिक मिळते. ही कोणत्याही कृत्रिम प्रकाश ग्रहण यंत्रणेपेक्षा सर्वाधिक कार्यक्षम ठरते.

भविष्य अचंबित करणारे...

  • पॉस पेप्टाईड आधारित या अब्जांशी यंत्रणा जिवंत अशा मानवी पेशीमध्ये घालता येईल. अर्थात, त्यासाठी जैवअनुकुलन प्रतिमांकनाचा वापर करावा लागेल. जेव्हा पेशीवर विशिष्ठ रंगाचा प्रकाश पडतो, तेव्हा त्यात ग्रहण करण्यायोग्य प्रकाश शोषला जातो. उर्वरित प्रकाशाचे परावर्तन झाल्यामुळे पेशी वेगळ्याच रंगाची दिसू लागते. जेव्हा ही ॲक्सेप्टर मूलद्रव्ये उपलब्ध नसतात, त्यावेळी पेशीच्या रंगामध्ये कोणताही फरक पडत नाही.
  • सध्या या तंत्राचा वापर जिवंत पेशींच्या प्रतिमा घेण्यासाठीही होऊ शकतो, असा दावा संशोधकांनी केला आहे.
  • अधिक संशोधनानंतर या द्विमितीय नॅनोस्फटिकांचा वापर विविध प्रकारच्या फोटो व्होल्टाईक ते फोटोकॅटॅलिस्ट मध्ये करता येईल.

फोटो गॅलरी

इतर टेक्नोवन
पशूपालनामध्ये ‘आरएफआयडी’ तंत्रज्ञान...जनावरांच्या व्यवस्थापनामध्ये माहिती तंत्रज्ञानाचा...
सलग सोयाबीनपेक्षा सुधारित पट्टापेर...सोयाबीन पिकात फुलोऱ्यानंतरच्या वाढीच्या...
भातशेतीसाठी उपयुक्त यंत्रेडॉ. बाळासाहेब सावंत कोकण कृषी विद्यापीठ तसेच काही...
ट्रॅक्टरचलित पाच ओळींचे बीबीएफ, रासणी...वसंतराव नाईक मराठवाडा कृषी विद्यापीठातील...
जमिनीतील ओलावादर्शक उपकरणशेतीच्या सिंचनासाठी पाण्याचे स्रोत कमी होत आहेत,...
टोमॅटो परागीभवनासाठी रोबो!बेल्जियम येथील बायोबेस्ट ग्रुप आणि इस्राईल येथील...
निसर्गाप्रमाणे प्रकाशाचे ग्रहण करणारा...निसर्गामध्ये वनस्पती आणि जिवाणूंकडून...
लहान ट्रॅक्टरचलित बियाणे, खते पेरणी...अकोला येथील पंजाबराव देशमुख कृषी विद्यापीठातील...
एसआरटी’ तंत्रामुळे भाताची एकरी पाच...पुणे जिल्ह्यातील भात उत्पादक शेतकरी पारंपरिक...
जनावरांच्या देखरेखीसाठी ‘स्मार्ट टॅग’पूर्वी आपल्याकडे जनावरे गायरान किंवा परिसरातील...
मल्चिंग पेपर अंथरणी केवळ पाचहजार...नाशिक जिल्ह्यातील आडगाव टप्पा (ता. चांदवड) येथील...
मधमाशी पालन व्यवसायास लागणारी उपकरणे,...मधमाशांच्या वसाहती विशिष्ठ प्रकारच्या...
पेरोव्हस्काइट सौरसेल ः सौर...अपारंपरिक ऊर्जा क्षेत्रामध्ये सौर ऊर्जेचे महत्त्व...
कपाशी पिकाच्या अवशेषांपासून मूल्यवर्धित...भारतीय कृषी संशोधन परिषदेअंतर्गत मुंबई येथे...
बीबीएफ’ तंत्रामुळे खर्चात बचत अन्...ममुराबाद (ता. जि. जळगाव) येथील कृषी विज्ञान...
वापर बीबीएफ यंत्राचा...बीबीएफ ही पद्धत कोरडवाहू शेतीमध्ये जलसंधारणाच्या...
पीक संरक्षणासह परागीकरणासाठी शेतात...किडीच्या नियंत्रणासाठी भक्षक कीटकांचा वापर केला...
पदार्थांची टिकवणक्षमता वाढवण्यासाठी ‘...फळे आणि भाजीपाल्यापासून तयार होणाऱ्या...
डीफ्युजर’ तंत्राने वाढवली सिंचन...नाशिक जिल्ह्यातील पवारवाडी (ता. मालेगाव) येथील...
ऊर्जा बचतीचे महत्त्वाचे उपाय...ऊर्जा वापरणाऱ्या तंत्रज्ञानात दिवसेंदिवस सुधारणा...