શું તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે કે એક એવી નાની ચિપ હોય, જે તમારી આંગળીના ટેરવે ફિટ થઈ જાય અને રોગચિહ્ન શોધી શકે, પાણી શુદ્ધ કરી શકે કે નાનો સેન્સર પાવર આપી શકે? આ સ્વપ્નને હકીકતમાં ફેરવવા માટે IIT ગાંધીનગરના વૈજ્ઞાનિકોએ એક અનોખો પ્રયાસ કર્યો છે.
IITGNની ટીમે તાઇવાન, પોર્ટુગલ અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના સંશોધકો સાથે મળી “વર્મીક્યુલાઇટ” માટી આધારિત અતિ-પાતળા નેનોપટલનું એન્જિનિયરિંગ કર્યું છે, જે ખારા વાતાવરણમાં પણ આયનોની ગતિને વિદ્યુત રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે. આ સિદ્ધિને તાજેતરમાં Nature Communications જર્નલમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવી છે.
પ્રોફેસર ગોપીનાથન કેલોનની આગેવાની હેઠળની ટીમે આ કુદરતી માટીના સ્તરો વચ્ચેનું અંતર માત્ર 3-5 એંગસ્ટ્રોમ સુધી ટ્યુન કર્યું — એટલે કે મીટરના દસ અબજમા ભાગ જેટલું! આટલી નાની ચેનલોમાં, વિદ્યુત ક્ષેત્રો ઓવરલેપ થઈ જાય છે, જેના કારણે ખારા પરિસ્થિતિઓમાં પણ આયન ગતિ પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ શક્ય બને છે.
આ નેનોફ્લુઇડિક સિસ્ટમ એક પ્રકારનો “આયનિક ટ્રાન્ઝિસ્ટર” તરીકે કાર્ય કરે છે — જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન નહીં, પણ આયનનું વહન નિયંત્રિત થાય છે. ટીમે પોટેશિયમ આયનો પર 1400% સુધીની વાહકતામાં બદલાવ નોંધ્યો, જે આજ સુધીનો સર્વોચ્ચ રેકોર્ડ છે.
આ સંશોધન માત્ર સિદ્ધાંતો પૂરતું નથી, પણ તેની અસર અનેક ક્ષેત્રોમાં દેખાય તેવી છે.
- પાણી શુદ્ધિકરણ: ખારા અથવા ઔદ્યોગિક ગંદાપાણીમાંથી આયનને પસંદગીપૂર્વક દૂર કરવું હવે વધુ સરળ અને ટકાઉ બની શકે છે.
- લેબ-ઓન-અ-ચિપ ઉપકરણો: વધુ સંવેદનશીલ અને ઊર્જા કાર્યક્ષમ ડાયગ્નોસ્ટિક ચિપ્સના વિકાસમાં મોટું પગલું.
- ઊર્જા ટેકનોલોજી: ન્યૂન ઉર્જા સાથે વધુ અસરકારક બેટરી અને સ્માર્ટ સેન્સર વિકસાવવાની શક્યતા.
આ શોધ જીવવિજ્ઞાન, સામગ્રી વિજ્ઞાન અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સના સંગમ બિંદુ પર નવી દિશા આપે છે — જ્યાં કુદરતી માટી અણુ-સ્કેલ સ્વીચ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.
IITGNની આ સિદ્ધિ દર્શાવે છે કે ભવિષ્યમાં નેનોટેકનોલોજી અને પ્રકૃતિ વચ્ચેનું સંતુલન કેવી રીતે નવી ઇનોવેશનની દિશા આપી શકે છે — એક એવી દિશા, જ્યાં માટી પરથી ઉદ્ભવેલી ટેકનોલોજી આવતીકાલની સ્માર્ટ દુનિયાને આકાર આપશે.
