नोबेल पुरस्कार 2023 : रसायन शास्त्र में क्वांटम डॉट्स के किये दिया गया

नोबेल पुरस्कार 2023 : क्वांटम डॉट्स ने इलेक्ट्रॉनिक्स और थेरेपी को कैसे बदल दिया

नोबेल पुरस्कार 2023
नोबेल पुरस्कार 2023

अलेक्जेई एकिमोव, लुई ब्रस, और मौंगी बावेंदी ने खोजे और बनाए क्वांटम डॉट्स, जिनका आकार उनकी गुणों को निर्धारित करता है

नोबेल पुरस्कार विजेताओं का आलोकन

इस वर्ष का नोबल पुरस्कार 2023 रसायन शास्त्र दिया गया है| नोबल पुरस्कार समिति द्वारा दी गई जानकारी के अनुसार, यदि दुनिया की हर चीज नैनो स्केल पर चली जाए, तो कई चीजें अलग दिखेंगी। इसका एक उदाहरण रॉयल स्वीडिश अकादमी ऑफ साइंसेस के द्वारा उपयोग किया गया है, जिसमें कहा गया है कि सोने की कान की बालियां अचानक नीली हो जाएंगी, जबकि सोने की अंगूठी रूबी रेड दिखेगी। क्योंकि उनके विभिन्न आकार उनकी गुणों को निर्धारित करेंगे – यही विज्ञान के इस रहस्यमयी क्षेत्र में तीन वैज्ञानिकों द्वारा खोजे, अनुसंधान किए और उनका उपयोग किया जाने वाले तथ्य को बताता है।

नोबेल पुरस्कार  विजेता

मिट के मौंगी जी बावेंदी, कोलंबिया विश्वविद्यालय के लुई ई ब्रस, और नैनोक्रिस्टल्स टेक्नोलॉजी इंक के अलेक्जेई आई एकिमोव ने “क्वांटम डॉट्स” के खोज और संघटन के लिए नोबल पुरस्कार 2023 रसायन शास्त्र में नोबेल पुरस्कार प्राप्त किया, जो जितने छोटे हैं, उनका आकार उनकी गुणों को निर्धारित करते हैं। उनका काम नैनोटेक्नोलॉजी के एक आधार रखा, जिसके पास इलेक्ट्रॉनिक्स से सर्जरी तक कई अनुप्रयोग हैं।

आकार का महत्व

क्वांटम विश्व को क्वांटम प्रभावों को वर्णित करने के लिए एक शब्द के रूप में जाना जाता है, जो अजीब प्रक्रियाओं को वर्णित करने के लिए है। पैसे 1937 में भौतिकशास्त्री हर्बर्ट फ्रोलिक ने पूर्नानौक बदलने की पूर्वानुमानित की थी कि नैनोकण विशिष्टता के साथ व्यवहार नहीं करेंगे, और बाद में अनुसंधानकर्ताओं ने आकार के अनुसार निर्धारित विभिन्न क्वांटम प्रभावों की पूर्वानुमानित की।

इलेक्ट्रॉन्स की हरकत और क्वांटम डॉट्स

नैनोपार्टिकल्स की गुणों को आकार द्वारा निर्धारित करने का कारण इलेक्ट्रॉन्स की हरकत में है। किसी भी सामग्री की भौतिक गुणों की अधिकांश धारणी और “गद्दे” द्वारा धारित ऊर्जा स्थानों की जगह की हरकत द्वारा नियंत्रित होती है। जब इस हरकत को प्रतिबद्ध किया जाता है, तो यह “सीमा प्रभाव” कहलाता है – और इससे इलेक्ट्रॉन्स और गद्दों की ऊर्जा को बदल देता है, जिससे बैंड गैप और फिर रंग सहित कई अन्य गुणों में बदलाव होता है।

इसका परिणाम है कि विभिन्न अन्य गुणों में बदलाव होता है, जिसमें रंग भी शामिल है। “सामान्य तरीके से इलेक्ट्रॉन्स और गद्दों के प्रभाव का फैलाव बहुत छोटा होता है। जब आप किसी दिए गए सामग्री में इस प्रकार के इलेक्ट्रॉन्स और गद्दों के प्रभाव के इफेक्टिव साइज के समान आकार का पार्टिकल कम करते हैं, तो वे प्रतिबंधित महसूस करते हैं – हम इसे सीमाबंध प्रभाव कहते हैं – और इससे इलेक्ट्रॉन्स और गद्दों की ऊर्जा को सांकेतिक रूप से बदलता है, बैंड गैप और, इसके साथ ही, रंग सहित कई अन्य गुणों में बदलाव होता है,” भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएस्सी) के रसायन विज्ञान के प्रोफेसर डी डी सर्मा ने कहा।

नोबेल पुरस्कार 2023:क्वांटम डॉट्स का निर्माण
नोबेल पुरस्कार 2023:क्वांटम डॉट्स का निर्माण

क्वांटम डॉट्स का निर्माण

क्वांटम डॉट्स का निर्माण केवल 1970 के दशक में हुआ था। तब, सोवियत संघ के सी वाविलोव राज्य ऑप्टिकल इंस्टीट्यूट में काम करने वाले भौतिकशास्त्री अलेक्जेई एकिमोव को हैरानी हो रही थी कि कैडमियम सेलेनाइड और कैडमियम सल्फाइड का मिश्रण ग्लास को तापमान और ठंडी की मात्रा के आधार पर पीला या लाल कैसे बना सकता है। एक ही मिश्रण से दो विभिन्न रंग क्यों बनने चाहिए? एकिमोव ने तांबे क्लोराइड के साथ रंगीन ग्लास तैयार किया, फिर इसे एक्स-रे किया और छोटे तांबे क्लोराइड क्रिस्टल्स को देखा। बड़े पार्टिकल्स नैनो स्केल पर कैसे तांबे क्लोराइड की तरह व्यवहार करते थे, जबकि नैनो स्केल पर वे और भी ब्ल्यू और ब्ल्यूर हो जाते थे। यह पहली बार आकार-द्वारा निर्धारित क्वांटम प्रभाव का अवलोकन था। एकिमोव ने अपने फिंडिंग्स को 1981 में प्रकाशित किया।

ताकती पर्दे की दोसरी ओर, बेल लेबोरेटरीज में काम करने वाले ब्रस ने 1983 में अपने अपने फिंडिंग्स को प्रकाशित किया। वहीं पर छोड़े गए कैडमियम सल्फाइड पार्टिकल्स थे। उन्होंने छोटे पार्टिकल्स बनाए और देखा, जैसा कि एकिमोव ने किया था, कि सबसे छोटे पार्टिकल्स में आकार-द्वारा निर्धारित आखिरी गुणों की विशिष्टता थी।

ब्रस के द्वारा उत्पन्न नैनोपार्टिकल्स अक्सर दोष विषेशता थीं, और आकार में भी भिन्नता था। यही वही बावेंदी थे, जिन्होंने 1988 में ब्रस के नीचे पोस्टडॉक्टरल प्रशिक्षण शुरू किया, जिन्होंने MIT में शामिल होने के बाद इस तरीके को पूर्ण किया। 1993 में, उनका शोध समूह इस तरह के क्वांटम प्रभाव दिखाने वाले लगभग पूर्ण नैनोक्रिस्टल्स पैदा करने के लिए आसान तरीके विकसित कर लिया। इससे क्षेत्र की क्रांति आई।

अवबोधन और व्यावासिक अनुप्रयोग

अनुसंधान के साथ ही, क्वांटम डॉट्स के अनुप्रयोग भी बढ़े। “इलेक्ट्रॉनिक्स में क्वांटम डॉट्स के सबसे पॉपुलर अनुप्रयोगों में से एक है,” भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी) के जैव रसायन के प्रोफेसर मृण्मय डे ने कहा, जिनके अनुसंधान में क्वांटम डॉट्स का उपयोग होता है।

“एक LED स्क्रीन पर चमकीले प्रक्षिप्तियों का रंग क्वांटम डॉट्स की अद्वितीय फोटोफिजिकल गुणों पर निर्भर करता है। एक अन्य अनुप्रयोग जीवशास्त्र में होता है। उपयुक्त लाइगेंड के साथ सामग्री के क्वांटम सामग्री उचित रूप से उचित हो सकती है उच्च रिजोल्यूशन सेल्यूलर इमेजिंग, जैविक ज्ञान और क्वांटम डॉट्स का उपयोग करके जीवविज्ञानिक अनुप्रयोगों में।”

अंतरराष्ट्रीय योगदान

क्वांटम डॉट्स की खोज और उनके अनुप्रयोगों की खोज में भारतीय वैज्ञानिकों का महत्वपूर्ण योगदान रहा है, और उन्होंने वैश्विक रूप से इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान किया है। “क्वांटम डॉट्स के खोजने में और उनके अनुप्रयोगों को विकसित करने में भारतीय वैज्ञानिकों ने एक महत्वपूर्ण योगदान दिया है,” मृण्मय डे ने कहा।

इसके अलावा, इस क्षेत्र में काम करने वाले अन्य अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिकों और अनुसंधानकर्ताओं का भी महत्वपूर्ण योगदान है। नोबल पुरस्कार 2023 वे सामान्य तरीके से सामग्री की आकार में बदलाव करने की क्षमता में सुधार करके और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए क्वांटम डॉट्स का उपयोग करके नई संभावनाओं की ओर अग्रसर हो रहे हैं।

संग्रहणात्मक अर्थशास्त्र में क्वांटम डॉट्स

नोबल पुरस्कार 2023:क्वांटम डॉट्स का अद्वितीय गुणों के कारण, इनका विस्तार संग्रहणात्मक अर्थशास्त्र में अभियांत्रिकी और अनुसंधान के क्षेत्रों में भी उपयोग किया जा रहा है। “क्वांटम डॉट्स का उपयोग एक्सट्रीमली संग्रहणात्मक अर्थशास्त्र, स्पेक्ट्रोस्कोपी, और अन्य विज्ञान के क्षेत्रों में भी हो सकता है, जो सामान्य तरीके से उपयोगी नहीं होता है,” मृण्मय डे ने कहा।

क्वांटम डॉट्स के उपयोग का विस्तार तब होगा जब विज्ञान और तकनीक के क्षेत्र में इसके नए अनुप्रयोग और संभावनाओं का पता चलेगा। यह उनके अद्वितीय गुणों के साथ विज्ञान और प्रौद्योगिकी के दायरे को और भी बढ़ावा देगा, और नैनो स्केल पर नई तकनीकों और उत्पादों का निर्माण करने का एक नया दरवाजा खोलेगा।

नोबल पुरस्कार 2023 रसायन शास्त्र में नोबेल पुरस्कार विजेतों की खोज ने नैनो स्केल पर क्वांटम प्रभावों के महत्व को प्रमोट किया है, और उन्होंने सामान्य तरीके से सामग्री की प्रॉपर्टीज को बदलने के नए तरीकों का पता लगाया है, जिससे विज्ञान, प्रौद्योगिकी, और अर्थशास्त्र के कई क्षेत्रों में नए अनुप्रयोग और संभावनाएं उत्पन्न हो सकती हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न(FAQ)

प्रश्न 1: क्वांटम डॉट्स क्या हैं, और उन्हें रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार क्यों मिला?

उत्तर: क्वांटम डॉट्स छोटे नैनोकण होते हैं जिनका आकार उनके अद्वितीय गुणों को निर्धारित करता है। उन्हें उनकी खोज और संश्लेषण के लिए रसायन विज्ञान में नोबल पुरस्कार 2023 मिला, जिसने नैनो टेक्नोलॉजी और विभिन्न क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोगों की नींव रखी।

प्रश्न 2: क्वांटम डॉट्स इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया को कैसे बदलते हैं?

उत्तर: क्वांटम डॉट्स ने रंग जैसे गुणों के सटीक नियंत्रण को सक्षम करके इलेक्ट्रॉनिक्स में क्रांति ला दी है। इनका उपयोग एलईडी स्क्रीन में किया जाता है, जहां उनके फोटोफिजिकल गुण उत्सर्जित होने वाले जीवंत रंगों को निर्धारित करते हैं। यह तकनीक प्रदर्शन गुणवत्ता और ऊर्जा दक्षता को बढ़ाती है।

प्रश्न 3: थेरेपी में क्वांटम डॉट्स क्या भूमिका निभाते हैं?

उत्तर: क्वांटम डॉट्स का चिकित्सा में, विशेष रूप से जैविक संवेदन और इमेजिंग में, अनुप्रयोग पाया गया है। उपयुक्त लिगेंड के साथ कार्यात्मक क्वांटम सामग्री उच्च-रिज़ॉल्यूशन सेलुलर इमेजिंग को सक्षम करती है और विभिन्न चिकित्सा स्थितियों के लिए उपचार में इसका उपयोग किया जा सकता है।

प्रश्न 4: क्वांटम बिंदु आकार-निर्भर गुण क्यों प्रदर्शित करते हैं?

उत्तर: क्वांटम डॉट्स के आकार-निर्भर गुण नैनोस्केल पर इलेक्ट्रॉनों और “छेद” के व्यवहार के कारण होते हैं। जब कण इस पैमाने पर कम हो जाते हैं, तो इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों की गति बाधित हो जाती है, जिससे रंग जैसे गुणों में परिवर्तन होता है, जिसे कारावास प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

प्रश्न 5: क्वांटम डॉट्स पर अपने काम के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार विजेता कौन थे?

उत्तर: क्वांटम डॉट्स में उनके योगदान के लिए नोबल पुरस्कार 2023 विजेता एमआईटी के मौंगी जी. बावेंडी, कोलंबिया विश्वविद्यालय के लुईस ई. ब्रूस और नैनोक्रिस्टल टेक्नोलॉजी इंक, न्यूयॉर्क के एलेक्सी आई. एकिमोव थे। उन्हें इस क्षेत्र में उनकी अभूतपूर्व खोजों के लिए पहचाना गया।

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