আইকনিক ডাচ উইন্ডমিল এবং জৈবিক মোটর প্রোটিন দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, ডেলফ্ট ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির বিজ্ঞানীরা DNA থেকে বিশ্বের সবচেয়ে ছোট, স্ব-কনফিগারিং প্রবাহ-চালিত মোটর তৈরি করেছেন। এই প্রবাহ-চালিত রটার একটি বৈদ্যুতিক বা লবণ গ্রেডিয়েন্ট থেকে শক্তিকে দরকারী যান্ত্রিক কাজে রূপান্তর করে।
ডাঃ জিন শি, বায়োনানোসায়েন্স বিভাগে অধ্যাপক সিস ডেকারের ল্যাবে পোস্টডক্টরাল গবেষক প্রযুক্তি ডেলফট বিশ্ববিদ্যালয় (TU Delft), বলেন, "রোটারি মোটর সহস্রাব্দ ধরে মানব সমাজের পাওয়ার হাউস হয়েছে। এই ঘূর্ণমান মোটর, একটি প্রবাহ দ্বারা চালিত, এছাড়াও কাজ করা প্রয়োজন যে কোষে বৈশিষ্ট্য. কিন্তু ন্যানোস্কেলে সিন্থেটিক নির্মাণ এখনও পর্যন্ত অধরা রয়ে গেছে।"
“আমাদের প্রবাহ চালিত মোটর থেকে তৈরি করা হয় ডিএনএ উপাদান. একটি পাতলা ঝিল্লিতে, এই কাঠামোটি একটি ন্যানোপোরে, একটি ছোট খোলার উপর ডক করা হয়। মাত্র 7-ন্যানোমিটার পুরুত্বের ডিএনএ বান্ডিল একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের নীচে একটি রটার-সদৃশ কনফিগারেশনে স্ব-সংগঠিত হয় যা পরবর্তীকালে প্রতি সেকেন্ডে 10 টিরও বেশি ঘূর্ণনের একটি স্থায়ী ঘূর্ণন গতিতে সেট করা হয়।"
7 বছর ধরে, বিজ্ঞানীরা স্ক্র্যাচ থেকে এই জাতীয় ঘূর্ণমান ন্যানোমোটরগুলি সিন্থেটিকভাবে তৈরি করার চেষ্টা করছেন। এই গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা DNA অরিগামি নামক একটি কৌশল ব্যবহার করেছেন যা 2D এবং 3D ন্যানো-বস্তু তৈরি করতে পরিপূরক DNA বেস জোড়ার মধ্যে নির্দিষ্ট মিথস্ক্রিয়া ব্যবহার করে।
জল এবং আয়ন প্রবাহ রোটারগুলির জন্য শক্তি সরবরাহ করে। এটি ভোল্টেজ প্রয়োগের মাধ্যমে বা, আরও সহজভাবে, ভিন্ন লবণের উপাদান সহ ঝিল্লির দুই পাশে থাকার দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়। পরেরটি জীববিজ্ঞানের সবচেয়ে প্রচুর শক্তির উত্সগুলির মধ্যে একটি এবং কোষের চালনা এবং সেলুলার ফুয়েল তৈরির মতো বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ কাজকে জ্বালানী দেয়।
বিজ্ঞানীরা উল্লেখ করেছেন, "এই অর্জনটি একটি মাইলফলক, কারণ এটি ন্যানোস্কেলে প্রবাহ-চালিত সক্রিয় রোটারগুলির প্রথম পরীক্ষামূলক উপলব্ধি।"
ঘূর্ণনগুলি পর্যবেক্ষণ করার পরে বিজ্ঞানীরা বিস্মিত হয়েছিলেন: কীভাবে এত সাধারণ ডিএনএ রডগুলি এই সুন্দর, টেকসই ঘূর্ণনগুলি প্রদর্শন করতে পারে?
তারা গটিংজেনের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর ডায়নামিক্স অ্যান্ড সেলফ-অর্গানাইজেশনে তাত্ত্বিক রামিন গোলেস্তানিয়ান এবং তার দলের সাথে আলোচনায় ধাঁধার সমাধান করেছেন। তারা একটি নতুন মডেল করা সিস্টেমের মাধ্যমে আকর্ষণীয় স্ব-সংগঠনের প্রক্রিয়া খুঁজে পেয়েছে যেখানে বান্ডিলগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে চিরাল রোটারে বিকৃত হয়ে যায় যা তারপর ন্যানোপোরস থেকে প্রবাহে মিলিত হয়।
সে বলেছিল, “এই স্ব-সংগঠনের প্রক্রিয়াটি সত্যই সরলতার সৌন্দর্য দেখায়। কিন্তু এই কাজের গুরুত্ব এই সহজ রটার নিজেই থামে না। এর পেছনের কৌশল এবং শারীরিক প্রক্রিয়া সিন্থেটিক ন্যানোমোটর নির্মাণের সম্পূর্ণ নতুন দিকনির্দেশনা প্রতিষ্ঠা করে: প্রবাহ-চালিত ন্যানো টারবাইন, বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীদের দ্বারা একটি আশ্চর্যজনকভাবে অনাবিষ্কৃত ক্ষেত্র।"
"আপনি অবাক হবেন যে আমরা এই ধরনের প্রবাহ-চালিত ন্যানো টারবাইন তৈরি করতে কত কম জানতাম এবং অর্জন করতে পেরেছি, বিশেষ করে তাদের ম্যাক্রোস্কেল প্রতিরূপ নির্মাণের বিষয়ে আমাদের সহস্রাব্দ-পুরোনো জ্ঞান এবং তারা নিজের জীবনেই যে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।"
বিজ্ঞানীরা পরবর্তীতে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করেছেন: তারা একটি স্ব-সংগঠিত রটার তৈরি করার পরে প্রাপ্ত জ্ঞান ব্যবহার করে ন্যানোস্কেল টারবাইন ডিজাইন করেছেন।
সে বলেছিল, “বিজ্ঞান এবং প্রযুক্তি যেভাবে সবসময় কাজ করে, আমরা একটি সাধারণ পিনহুইল থেকে শুরু করেছিলাম, এখন সুন্দর ডাচ উইন্ডমিলগুলিকে পুনরায় তৈরি করতে পারি, কিন্তু এবার মাত্র 25 এনএম আকারে, একটি একক আকারের আপনার শরীরের প্রোটিন, এবং তারা তাদের বোঝা বহন করার ক্ষমতা প্রদর্শন করেছিল।"
গবেষণার তত্ত্বাবধানকারী সিস ডেকার বলেন, “এবং এখন, ঘূর্ণন দিকটি পরিকল্পিত চিরালিটি দ্বারা সেট করা হয়েছিল। বাম হাতের টারবাইন ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘোরানো; ডানহাতিরা কাঁটার বিপরীত দিকে ঘোরে।"
সে বলেছেন, "ফোএফ1-এটিপি সিন্থেসের মতো মোটর প্রোটিনগুলিকে আরও ভালভাবে বোঝার এবং অনুকরণ করার পরে, ফলাফলগুলি ন্যানোস্কেলে সক্রিয় রোবোটিক্স প্রকৌশলের জন্য নতুন দৃষ্টিভঙ্গি উন্মুক্ত করে৷ আমরা এখানে যা প্রদর্শন করেছি তা হল একটি ন্যানোস্কেল ইঞ্জিন যা সত্যিকার অর্থে শক্তি পরিবর্তন করতে এবং কাজ করতে সক্ষম। আপনি 18 শতকে বাষ্প ইঞ্জিনের প্রথম আবিষ্কারের সাথে একটি সাদৃশ্য আঁকতে পারেন। তাহলে কে ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে যে কীভাবে এটি আমাদের সমাজকে মৌলিকভাবে পরিবর্তন করেছে? আমরা এই আণবিক ন্যানোমোটরগুলির সাথে এখন একই পর্যায়ে থাকতে পারি। সম্ভাবনা সীমাহীন, কিন্তু এখনও অনেক কাজ বাকি আছে।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- Shi, X., Pumm, AK., Isensee, J. et al. একটি ন্যানোপোরে একটি স্ব-সংগঠিত ডিএনএ রটারের টেকসই একমুখী আবর্তন। নাট। শারীরিক. (2022)। DOI: 10.1038 / s41567-022-01683-z- র
