नैनोरेडियो: Difference between revisions
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एक नैनोरेडियो (जिसे [[कार्बन नैनोट्यूब]] रेडियो भी कहा जाता है) | एक नैनोरेडियो (जिसे [[कार्बन नैनोट्यूब|कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका]] रेडियो भी कहा जाता है) नैनो तकनीक है जो कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका का उपयोग करके रेडियो प्रेषक और प्राप्तिकर्ता के रूप में कार्य करती है। पहले नैनोरेडियो में से एक का निर्माण 2007 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में [[एलेक्स ज़ेटल]] के अंतर्गत शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था जहाँ उन्होंने एक ध्वनि संकेत को सफलतापूर्वक प्रसारित किया था।<ref name=":1">{{Cite web|url=http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2007/10/31_NanoRadio.shtml|title= सिंगल नैनोट्यूब ने बनाया दुनिया का सबसे छोटा रेडियो|website=UC Berkleley News |access-date=2016-11-05 |date=31 October 2007 |first=Robert |last=Sanders}}</ref> छोटे आकार के कारण, नैनोरेडियो के कई संभावित अनुप्रयोग हो सकते हैं जैसे रक्तप्रवाह में रेडियो फलन।<ref name=":0">{{Cite journal|last=Regis|first=Ed|date=2009-01-01|title=दुनिया का सबसे छोटा रेडियो|journal=Scientific American|language=en|volume=300|issue=3|pages=40–45|doi=10.1038/scientificamerican0309-40|pmid=19253772|bibcode=2009SciAm.300c..40R}}</ref> | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
नैनोरेडियो का पहला अवलोकन 1991 में एक जापानी भौतिक विज्ञानी [[ इजीमा किया ]] को दिया जा सकता है, जिन्होंने ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड पर कार्बन | नैनोरेडियो का पहला अवलोकन 1991 में एक जापानी भौतिक विज्ञानी [[ इजीमा किया |इजीमा किया]] को दिया जा सकता है, जिन्होंने ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड पर कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका से विद्युत का चमकदार निर्वहन देखा।<ref name=":0" /> 31 अक्टूबर, 2007 को, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में एलेक्स ज़ेटल के अंतर्गत शोधकर्ताओं की एक समूह ने पहले नैनोरेडियो में से एक बनाया।<ref name=":1" /> उनके प्रयोग में एक सिलिकॉन इलेक्ट्रोड पर बहुस्तरीय अतिसूक्ष्म परिनालिका रखा गया था और इसे तार और डीसी बैटरी के माध्यम से प्रतिकूल इलेक्ट्रोड से जोड़ा गया था। इलेक्ट्रोड और अतिसूक्ष्म परिनालिका दोनों को भी लगभग 10<sup>−7</sup> [[तोर|टार]] के निर्वात में रखा गया था।<ref name=":2">{{Cite web|url=http://www2.lbl.gov/tt/publications/2431.pdf|title=नैनोट्यूब रेडियो|last=|first=|date=|website=|publisher=K. Jensen, J. Weldon, H. Garcia, and A. Zettl|access-date=}}</ref> फिर उन्होंने तंत्र को अतिसूक्ष्म परिनालिका के संचलन का प्रपत्र करने के लिए [[उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी|उच्च विभेदन संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी]] में रखा। उन्होंने नैनोरेडियो को कंपन करते हुए देखा और एरिक क्लैप्टन द्वारा लैला नामक गीत प्रसारित किया।<ref>{{Citation|last=Chemistry World|title=Real single nanotube radio plays Layla|date=2007-11-01|url=https://www.youtube.com/watch?v=htpCovoRtn0 |archive-url=https://ghostarchive.org/varchive/youtube/20211221/htpCovoRtn0 |archive-date=2021-12-21 |url-status=live|access-date=2016-10-24}}{{cbignore}}</ref> कुछ साधारण समायोजन के बाद, समूह प्रयोगशाला में कुछ मीटर से संकेतों को प्रसारित और प्राप्त करने में सक्षम थी;<ref name=":0" /> यद्यपि, रेडियो से प्रारंभिक ध्वनि प्रतिग्रह अपघर्षी थे जो ज़ेटल का मानना था कि यह ठीक निर्वात की कमी के कारण था।<ref name=":1" /> | ||
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छोटा आकार, लगभग 10 नैनोमीटर चौड़ा और सैकड़ों नैनोमीटर लंबा, और नैनोरेडियो की संरचना कई विशिष्ट गुण प्रदान करती है। नैनोरेडियो का छोटा आकार इलेक्ट्रॉनों को बिना ज्यादा घर्षण के गुजरने में सक्षम | छोटा आकार, लगभग 10 नैनोमीटर चौड़ा और सैकड़ों नैनोमीटर लंबा, और नैनोरेडियो की संरचना कई विशिष्ट गुण प्रदान करती है। नैनोरेडियो का छोटा आकार इलेक्ट्रॉनों को बिना ज्यादा घर्षण के गुजरने में सक्षम बनाते है, जिससे नैनोरेडियो कुशल संवाहक बनते हैं। नैनोरेडियो विभिन्न आकारों में भी आ सकते हैं; वे दोहरी-भित्ति वाले, तिहरे-भित्ति वाले और बहु-भित्ति वाले हो सकते हैं। अलग-अलग आकारों के अतिरिक्त, नैनोरेडियो भी अलग-अलग आकार ले सकते हैं जैसे झुके, सीधा या टोराइडी। सभी नैनोरेडियो में सामान्य बात यह है कि वे कितने अपेक्षाकृत दृढ हैं। प्रतिरोध को कार्बन परमाणुओं के बीच बंधनों की दृढ़ता के लिए उत्तरदायी ठहराए जा सकते है।<ref name=":0" /> | ||
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रेडियो के मूलभूत भाग एंटीना, समस्वरित, विमाडुलक और प्रवर्धक हैं। कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका इस कारण विशेष हैं कि वे अतिरिक्त परिपथिकी की आवश्यकता के बिना इन भागों के रूप में कार्य कर सकते हैं। | |||
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नैनोरेडियो यांत्रिक रूप से नैनोरेडियो को कंपन करने के लिए विद्युत चुम्बकीय संकेतों के लिए | नैनोरेडियो यांत्रिक रूप से नैनोरेडियो को कंपन करने के लिए विद्युत चुम्बकीय संकेतों के लिए अत्यधिक छोटा है। नैनोरेडियो अनिवार्य रूप से आने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों से संकेत के समान आवृत्ति के साथ कंपन करके एंटीना के रूप में कार्य करते है; यह पारंपरिक रेडियो एंटेना के विपरीत है, जो सामान्यतः स्थिर होते हैं।<ref name=":2" /> अतिसूक्ष्म परिनालिका उच्च आवृत्तियों में प्रति सेकंड हजारों से लाखों बार कंपन कर सकता है।<ref name=":1" /> | ||
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नैनोरेडियो | नैनोरेडियो अतिसूक्ष्म परिनालिका की लंबाई को बढ़ाकर या घटाकर समस्वरित के रूप में भी कार्य कर सकते है; ऐसा करने से अनुनाद आवृत्ति बदल जाती है जिस पर यह कंपन करता है, जिससे रेडियो विशिष्ट आवृत्तियों में समस्वरित करने में सक्षम हो जाते है। एक धनात्मक इलेक्ट्रोड के साथ टिप को खींचकर अतिसूक्ष्म परिनालिका की लंबाई बढ़ाई जा सकती है और टिप से परमाणुओं को हटाकर छोटा किया जा सकता है।<ref name=":1" /> फलस्वरूप, लंबाई बदलना स्थायी है और इसे व्युत्क्रमित नहीं किया जा सकता है; यद्यपि, विद्युत क्षेत्र को बदलने की विधि उस आवृत्ति को भी प्रभावित कर सकती है जो नैनोरेडियो स्थायी होने के बिना प्रतिक्रिया करते है।<ref name=":0" /> | ||
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सूक्ष्म आकार और सुई जैसी आकृति के लाभ के रूप में, नैनोरेडियो स्वाभाविक रूप से | सूक्ष्म आकार और सुई जैसी आकृति के लाभ के रूप में, नैनोरेडियो स्वाभाविक रूप से प्रवर्धक के रूप में कार्य करते है। नैनोरेडियो [[क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन]] प्रदर्शित करते है, जिसमें एक छोटे वोल्टता इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह का उत्सर्जन करते है; इस कारण से, एक छोटी विद्युत चुम्बकीय तरंग इलेक्ट्रॉनों के एक बड़े प्रवाह का उत्पादन करती है, जो संकेत को बढ़ाती है।<ref name=":0" /> | ||
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वर्तमान में, कीमोथेरेपी रसायनों का उपयोग करती है जो न | वर्तमान में, कीमोथेरेपी रसायनों का उपयोग करती है जो न मात्र कैंसर कोशिकाओं को हानि पहुंचाती हैं, बल्कि स्वस्थ लोगों को भी रक्त प्रवाह में डाल दिया जाता है। नैनोरेडियो का उपयोग स्वस्थ कोशिकाओं को होने वाली क्षति को रोकने के लिए किया जा सकता है, इसके लिए दूर से रेडियो के साथ संचार करके औषधि छोड़ी जा सकती हैं और विशेष रूप से कैंसर कोशिकाओं को लक्षित किया जा सकता है। विशिष्ट कोशिकाओं के इलाज को सक्षम करते हुए, कुछ रसायनों को छोड़ने के लिए नैनोरेडियो को व्यक्तिगत कोशिकाओं में भी अंतःक्षिप्त किया जा सकता है।<ref name=":0" /> नैनो रेडियो का उपयोग मधुमेह रोगियों के इंसुलिन के स्तर की देख रेख के लिए भी किया जा सकता है और उस सूचना का उपयोग औषधि या रसायन जारी करने के लिए किया जा सकता है।<ref>{{Cite news|url=http://www2.technologyreview.com/news/409595/tr10-nanoradio/2/|title=TR10: NanoRadio - MIT Technology Review|last=Service|first=Robert F.|newspaper=MIT Technology Review|access-date=2016-11-05}}</ref> | ||
== जटिलताएं == | == जटिलताएं == | ||
विद्युत अपव्यय के कारण शरीर में नैनोरेडियो का आरोपण वर्तमान में संभव नहीं है। नैनोरेडियो लगभग 4.5 x 10<sup>−27</sup> W विद्युतचुम्बकीय शक्ति का विकिरण करता है; यद्यपि, शरीर से गुजरते समय इस शक्ति का अधिकांश भाग खो जाएगा। ऊर्जा निवेश की मात्रा बढ़ाई जा सकती है, परन्तु इससे शरीर में बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होगी, जिससे सुरक्षा संकट उत्पन्न होगा। अन्य समस्याओं में इसके नैनो पैमाने आकार के कारण नैनोरेडियो के निर्माण में जटिलताएं सम्मिलित है, जिसके निर्माण के लिए क्वांटम मॉडल और यथार्थता की आवश्यकता होती है।<ref>{{Cite journal|last1=Diaz|first1=R. E.|last2=Sebastian|first2=T.|date=2013-12-18|title=रेडियोफ्रीक्वेंसी (आरएफ) न्यूरोनल टेलीमेट्री के लिए विद्युत चुम्बकीय सीमाएं|journal=Scientific Reports|volume=3|pages=3535|doi=10.1038/srep03535|issn=2045-2322|pmc=3866607|pmid=24346503|bibcode=2013NatSR...3E3535D}}</ref> | |||
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एक नैनोरेडियो (जिसे कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका रेडियो भी कहा जाता है) नैनो तकनीक है जो कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका का उपयोग करके रेडियो प्रेषक और प्राप्तिकर्ता के रूप में कार्य करती है। पहले नैनोरेडियो में से एक का निर्माण 2007 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में एलेक्स ज़ेटल के अंतर्गत शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था जहाँ उन्होंने एक ध्वनि संकेत को सफलतापूर्वक प्रसारित किया था।[1] छोटे आकार के कारण, नैनोरेडियो के कई संभावित अनुप्रयोग हो सकते हैं जैसे रक्तप्रवाह में रेडियो फलन।[2]
इतिहास
नैनोरेडियो का पहला अवलोकन 1991 में एक जापानी भौतिक विज्ञानी इजीमा किया को दिया जा सकता है, जिन्होंने ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड पर कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका से विद्युत का चमकदार निर्वहन देखा।[2] 31 अक्टूबर, 2007 को, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में एलेक्स ज़ेटल के अंतर्गत शोधकर्ताओं की एक समूह ने पहले नैनोरेडियो में से एक बनाया।[1] उनके प्रयोग में एक सिलिकॉन इलेक्ट्रोड पर बहुस्तरीय अतिसूक्ष्म परिनालिका रखा गया था और इसे तार और डीसी बैटरी के माध्यम से प्रतिकूल इलेक्ट्रोड से जोड़ा गया था। इलेक्ट्रोड और अतिसूक्ष्म परिनालिका दोनों को भी लगभग 10−7 टार के निर्वात में रखा गया था।[3] फिर उन्होंने तंत्र को अतिसूक्ष्म परिनालिका के संचलन का प्रपत्र करने के लिए उच्च विभेदन संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में रखा। उन्होंने नैनोरेडियो को कंपन करते हुए देखा और एरिक क्लैप्टन द्वारा लैला नामक गीत प्रसारित किया।[4] कुछ साधारण समायोजन के बाद, समूह प्रयोगशाला में कुछ मीटर से संकेतों को प्रसारित और प्राप्त करने में सक्षम थी;[2] यद्यपि, रेडियो से प्रारंभिक ध्वनि प्रतिग्रह अपघर्षी थे जो ज़ेटल का मानना था कि यह ठीक निर्वात की कमी के कारण था।[1]
गुण
छोटा आकार, लगभग 10 नैनोमीटर चौड़ा और सैकड़ों नैनोमीटर लंबा, और नैनोरेडियो की संरचना कई विशिष्ट गुण प्रदान करती है। नैनोरेडियो का छोटा आकार इलेक्ट्रॉनों को बिना ज्यादा घर्षण के गुजरने में सक्षम बनाते है, जिससे नैनोरेडियो कुशल संवाहक बनते हैं। नैनोरेडियो विभिन्न आकारों में भी आ सकते हैं; वे दोहरी-भित्ति वाले, तिहरे-भित्ति वाले और बहु-भित्ति वाले हो सकते हैं। अलग-अलग आकारों के अतिरिक्त, नैनोरेडियो भी अलग-अलग आकार ले सकते हैं जैसे झुके, सीधा या टोराइडी। सभी नैनोरेडियो में सामान्य बात यह है कि वे कितने अपेक्षाकृत दृढ हैं। प्रतिरोध को कार्बन परमाणुओं के बीच बंधनों की दृढ़ता के लिए उत्तरदायी ठहराए जा सकते है।[2]
क्रिया
रेडियो के मूलभूत भाग एंटीना, समस्वरित, विमाडुलक और प्रवर्धक हैं। कार्बन अतिसूक्ष्म परिनालिका इस कारण विशेष हैं कि वे अतिरिक्त परिपथिकी की आवश्यकता के बिना इन भागों के रूप में कार्य कर सकते हैं।
एंटीना
नैनोरेडियो यांत्रिक रूप से नैनोरेडियो को कंपन करने के लिए विद्युत चुम्बकीय संकेतों के लिए अत्यधिक छोटा है। नैनोरेडियो अनिवार्य रूप से आने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों से संकेत के समान आवृत्ति के साथ कंपन करके एंटीना के रूप में कार्य करते है; यह पारंपरिक रेडियो एंटेना के विपरीत है, जो सामान्यतः स्थिर होते हैं।[3] अतिसूक्ष्म परिनालिका उच्च आवृत्तियों में प्रति सेकंड हजारों से लाखों बार कंपन कर सकता है।[1]
समस्वरित
नैनोरेडियो अतिसूक्ष्म परिनालिका की लंबाई को बढ़ाकर या घटाकर समस्वरित के रूप में भी कार्य कर सकते है; ऐसा करने से अनुनाद आवृत्ति बदल जाती है जिस पर यह कंपन करता है, जिससे रेडियो विशिष्ट आवृत्तियों में समस्वरित करने में सक्षम हो जाते है। एक धनात्मक इलेक्ट्रोड के साथ टिप को खींचकर अतिसूक्ष्म परिनालिका की लंबाई बढ़ाई जा सकती है और टिप से परमाणुओं को हटाकर छोटा किया जा सकता है।[1] फलस्वरूप, लंबाई बदलना स्थायी है और इसे व्युत्क्रमित नहीं किया जा सकता है; यद्यपि, विद्युत क्षेत्र को बदलने की विधि उस आवृत्ति को भी प्रभावित कर सकती है जो नैनोरेडियो स्थायी होने के बिना प्रतिक्रिया करते है।[2]
प्रवर्धक
सूक्ष्म आकार और सुई जैसी आकृति के लाभ के रूप में, नैनोरेडियो स्वाभाविक रूप से प्रवर्धक के रूप में कार्य करते है। नैनोरेडियो क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन प्रदर्शित करते है, जिसमें एक छोटे वोल्टता इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह का उत्सर्जन करते है; इस कारण से, एक छोटी विद्युत चुम्बकीय तरंग इलेक्ट्रॉनों के एक बड़े प्रवाह का उत्पादन करती है, जो संकेत को बढ़ाती है।[2]
विमाडुलक
विमॉडुलन अनिवार्य रूप से वाहक तरंग से सूचना संकेत का पृथक्करण है। जब नैनोरेडियो वाहक तरंग के साथ सिंक में कंपन करते है, तो नैनोरेडियो मात्र सूचना संकेत पर प्रतिक्रिया करते है और वाहक तरंग की उपेक्षा करते है; और इसलिए, नैनोरेडियो परिपथिकी की आवश्यकता के बिना विमाडुलक के रूप में कार्य कर सकते है।[2]
चिकित्सा अनुप्रयोग
वर्तमान में, कीमोथेरेपी रसायनों का उपयोग करती है जो न मात्र कैंसर कोशिकाओं को हानि पहुंचाती हैं, बल्कि स्वस्थ लोगों को भी रक्त प्रवाह में डाल दिया जाता है। नैनोरेडियो का उपयोग स्वस्थ कोशिकाओं को होने वाली क्षति को रोकने के लिए किया जा सकता है, इसके लिए दूर से रेडियो के साथ संचार करके औषधि छोड़ी जा सकती हैं और विशेष रूप से कैंसर कोशिकाओं को लक्षित किया जा सकता है। विशिष्ट कोशिकाओं के इलाज को सक्षम करते हुए, कुछ रसायनों को छोड़ने के लिए नैनोरेडियो को व्यक्तिगत कोशिकाओं में भी अंतःक्षिप्त किया जा सकता है।[2] नैनो रेडियो का उपयोग मधुमेह रोगियों के इंसुलिन के स्तर की देख रेख के लिए भी किया जा सकता है और उस सूचना का उपयोग औषधि या रसायन जारी करने के लिए किया जा सकता है।[5]
जटिलताएं
विद्युत अपव्यय के कारण शरीर में नैनोरेडियो का आरोपण वर्तमान में संभव नहीं है। नैनोरेडियो लगभग 4.5 x 10−27 W विद्युतचुम्बकीय शक्ति का विकिरण करता है; यद्यपि, शरीर से गुजरते समय इस शक्ति का अधिकांश भाग खो जाएगा। ऊर्जा निवेश की मात्रा बढ़ाई जा सकती है, परन्तु इससे शरीर में बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होगी, जिससे सुरक्षा संकट उत्पन्न होगा। अन्य समस्याओं में इसके नैनो पैमाने आकार के कारण नैनोरेडियो के निर्माण में जटिलताएं सम्मिलित है, जिसके निर्माण के लिए क्वांटम मॉडल और यथार्थता की आवश्यकता होती है।[6]
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Sanders, Robert (31 October 2007). "सिंगल नैनोट्यूब ने बनाया दुनिया का सबसे छोटा रेडियो". UC Berkleley News. Retrieved 2016-11-05.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Regis, Ed (2009-01-01). "दुनिया का सबसे छोटा रेडियो". Scientific American (in English). 300 (3): 40–45. Bibcode:2009SciAm.300c..40R. doi:10.1038/scientificamerican0309-40. PMID 19253772.
- ↑ 3.0 3.1 "नैनोट्यूब रेडियो" (PDF). K. Jensen, J. Weldon, H. Garcia, and A. Zettl.
- ↑ Chemistry World (2007-11-01), Real single nanotube radio plays Layla, archived from the original on 2021-12-21, retrieved 2016-10-24
- ↑ Service, Robert F. "TR10: NanoRadio - MIT Technology Review". MIT Technology Review. Retrieved 2016-11-05.
- ↑ Diaz, R. E.; Sebastian, T. (2013-12-18). "रेडियोफ्रीक्वेंसी (आरएफ) न्यूरोनल टेलीमेट्री के लिए विद्युत चुम्बकीय सीमाएं". Scientific Reports. 3: 3535. Bibcode:2013NatSR...3E3535D. doi:10.1038/srep03535. ISSN 2045-2322. PMC 3866607. PMID 24346503.
