आणविक असेंबलर: Difference between revisions
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'''आणविक असेंबलर''', जैसा कि के. एरिक ड्रेक्सलर द्वारा परिभाषित किया गया है, यह "प्रस्तावित उपकरण होता है जो परमाणु परिशुद्धता के साथ प्रतिक्रियाशील अणुओं की स्थिति बनाकर [[रासायनिक प्रतिक्रिया|रासायनिक प्रतिक्रियाओं]] का मार्गदर्शन करने में सक्षम होता है"। इस प्रकार आणविक असेंबलर विशेष प्रकार की [[आणविक मशीन]] है। अतः कुछ जैविक अणु जैसे राइबोसोम इस परिभाषा में फिट बैठते हैं। ऐसा इसलिए होता है जिससे कि वह [[एमआरएनए]] से निर्देश प्राप्त करते हैं और फिर [[प्रोटीन]] अणुओं के निर्माण के लिए [[अमीनो अम्ल]] के विशिष्ट अनुक्रमों को एकत्र करते हैं। चूँकि, आणविक असेंबलर शब्द सामान्यतः सैद्धांतिक मानव निर्मित उपकरणों को संदर्भित करता है। | '''आणविक असेंबलर''', जैसा कि के. एरिक ड्रेक्सलर द्वारा परिभाषित किया गया है, यह "प्रस्तावित उपकरण होता है जो परमाणु परिशुद्धता के साथ प्रतिक्रियाशील अणुओं की स्थिति बनाकर [[रासायनिक प्रतिक्रिया|रासायनिक प्रतिक्रियाओं]] का मार्गदर्शन करने में सक्षम होता है"। इस प्रकार आणविक असेंबलर विशेष प्रकार की [[आणविक मशीन]] है। अतः कुछ जैविक अणु जैसे राइबोसोम इस परिभाषा में फिट बैठते हैं। ऐसा इसलिए होता है जिससे कि वह [[एमआरएनए]] से निर्देश प्राप्त करते हैं और फिर [[प्रोटीन]] अणुओं के निर्माण के लिए [[अमीनो अम्ल]] के विशिष्ट अनुक्रमों को एकत्र करते हैं। चूँकि, आणविक असेंबलर शब्द सामान्यतः सैद्धांतिक मानव निर्मित उपकरणों को संदर्भित करता है। | ||
[[Image:Protein translation.gif|thumb|300px| [[राइबोसोम]] [[जैविक मशीन]] है।]]सन्न 2007 के प्रारंभ में, ब्रिटिश [[इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद]] ने राइबोसोम-जैसे आणविक असेंबलरों के विकास को वित्त पोषित किया है। स्पष्टतः, आणविक असेंबलर इस सीमित अर्थ में संभव हैं। इस प्रकार [[बैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट]] के नेतृत्व में और संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग की अनेक राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं द्वारा आयोजित प्रौद्योगिकी सड़क मानचित्र परियोजना ने परमाणु रूप से त्रुटिहीन निर्माण प्रौद्योगिकियों की श्रृंखला की खोज की है, जिसमें प्रोग्रामयोग्य आणविक संयोजन के लिए प्रारंभिक पीढ़ी और दीर्घकालिक दोनों संभावनाएं सम्मिलित होते हैं, अतः सूची दिसंबर, सन्न 2007 में | [[Image:Protein translation.gif|thumb|300px| [[राइबोसोम]] [[जैविक मशीन]] है।]]सन्न 2007 के प्रारंभ में, ब्रिटिश [[इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद]] ने राइबोसोम-जैसे आणविक असेंबलरों के विकास को वित्त पोषित किया है। स्पष्टतः, आणविक असेंबलर इस सीमित अर्थ में संभव हैं। इस प्रकार [[बैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट]] के नेतृत्व में और संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग की अनेक राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं द्वारा आयोजित प्रौद्योगिकी सड़क मानचित्र परियोजना ने परमाणु रूप से त्रुटिहीन निर्माण प्रौद्योगिकियों की श्रृंखला की खोज की है, जिसमें प्रोग्रामयोग्य आणविक संयोजन के लिए प्रारंभिक पीढ़ी और दीर्घकालिक दोनों संभावनाएं सम्मिलित होते हैं, अतः सूची दिसंबर, सन्न 2007 में प्रारंभ की गई थी।<ref name="RoadMap">{{Cite web|url=http://www.foresight.org/roadmaps/Nanotech_Roadmap_2007_main.pdf|title=Productive Nanosystems: A Technology Roadmap|website=Foresight Institute}}</ref> सन्न 2008 में, इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद ने इंस्टीट्यूट फॉर मॉलिक्यूलर मैन्युफैक्चरिंग के साथ साझेदारी में मैकेनाइज्ड [[यंत्रसंश्लेषण]] की दिशा में कार्य करने वाले शोध के लिए छह वर्षों में £1.5 मिलियन (£1,942,235.57, 2021 में $2,693,808.00) की फंडिंग प्रदान की गयी थी)।<ref>{{Cite web|title=Value of 2008 British Pounds today - Inflation calculator|url=https://www.inflationtool.com/british-pound/2008-to-present-value?amount=1500000|access-date=September 5, 2021|website=Inflation Tool}}</ref><ref>{{cite web |url=http://gow.epsrc.ac.uk/ViewGrant.aspx?GrantRef=EP/G007837/1 |title=वेब पर अनुदान|url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20111104152935/http://gow.epsrc.ac.uk/ViewGrant.aspx?GrantRef=EP%2FG007837%2F1 |archive-date=November 4, 2011 }}</ref> | ||
इसी प्रकार, आणविक असेंबलर शब्द का उपयोग विज्ञान कथाओं और [[लोकप्रिय संस्कृति]] में शानदार परमाणु-हेरफेर करने वाली नैनोमशीनों की विस्तृत श्रृंखला को संदर्भित करने के लिए किया गया है। चूँकि आणविक असेंबलरों के संबंध में अधिकांश विवाद विधिक अवधारणाओं और लोकप्रिय कल्पनाओं दोनों के लिए नाम के उपयोग में भ्रम के कारण उत्पन्न होता है। सन्न 1992 में, ड्रेक्सलर ने संबंधित किन्तु उत्तम समझे जाने वाले शब्द आणविक विनिर्माण में प्रारंभ की थी, जिसे उन्होंने व्यक्तिगत परमाणुओं में हेरफेर करके नहीं, किंतु यांत्रिक रूप से प्रतिक्रियाशील अणुओं की स्थिति द्वारा | इसी प्रकार, आणविक असेंबलर शब्द का उपयोग विज्ञान कथाओं और [[लोकप्रिय संस्कृति]] में शानदार परमाणु-हेरफेर करने वाली नैनोमशीनों की विस्तृत श्रृंखला को संदर्भित करने के लिए किया गया है। चूँकि आणविक असेंबलरों के संबंध में अधिकांश विवाद विधिक अवधारणाओं और लोकप्रिय कल्पनाओं दोनों के लिए नाम के उपयोग में भ्रम के कारण उत्पन्न होता है। सन्न 1992 में, ड्रेक्सलर ने संबंधित किन्तु उत्तम समझे जाने वाले शब्द आणविक विनिर्माण में प्रारंभ की थी, जिसे उन्होंने व्यक्तिगत परमाणुओं में हेरफेर करके नहीं, किंतु यांत्रिक रूप से प्रतिक्रियाशील अणुओं की स्थिति द्वारा समष्टि संरचनाओं के क्रमादेशित [[रासायनिक संश्लेषण]] के रूप में परिभाषित किया था।<ref name="counterpoint">{{cite web|url=http://pubs.acs.org/cen/coverstory/8148/8148counterpoint.html|title=C&En: Cover Story - Nanotechnology}}</ref> | ||
यह आलेख अधिकतर लोकप्रिय अर्थों में आणविक असेंबलरों पर चर्चा करता है। इनमें काल्पनिक मशीनें सम्मिलित होती हैं जो व्यक्तिगत परमाणुओं में हेरफेर करती हैं और जीव जैसी स्व-प्रतिकृति क्षमता, गतिशीलता, भोजन उपभोग करने की क्षमता आदि वाली मशीनें सम्मिलित होती हैं। यह उन उपकरणों से अधिक भिन्न हैं जो केवल (जैसा कि ऊपर परिभाषित किया गया है) प्रतिक्रियाशील अणुओं को परमाणु परिशुद्धता के साथ स्थित करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं का मार्गदर्शन करते हैं। | यह आलेख अधिकतर लोकप्रिय अर्थों में आणविक असेंबलरों पर चर्चा करता है। इनमें काल्पनिक मशीनें सम्मिलित होती हैं जो व्यक्तिगत परमाणुओं में हेरफेर करती हैं और जीव जैसी स्व-प्रतिकृति क्षमता, गतिशीलता, भोजन उपभोग करने की क्षमता आदि वाली मशीनें सम्मिलित होती हैं। यह उन उपकरणों से अधिक भिन्न हैं जो केवल (जैसा कि ऊपर परिभाषित किया गया है) प्रतिक्रियाशील अणुओं को परमाणु परिशुद्धता के साथ स्थित करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं का मार्गदर्शन करते हैं। | ||
जिससे कि | जिससे कि कृत्रिम आणविक असेंबलरों का निर्माण कभी नहीं किया गया है और इस शब्द के अर्थ के संबंध में भ्रम के कारण, इस बात पर अधिक विवाद रहा है कि क्या "आणविक असेंबलर" संभव हैं या केवल विज्ञान कथा हैं। चूँकि भ्रम और विवाद भी [[नैनो]]टेक्नोलॉजी के रूप में उनके वर्गीकरण से उत्पन्न होते हैं, जो प्रयोगशाला अनुसंधान का सक्रिय क्षेत्र होता है जिसे पहले से ही वास्तविक उत्पादों के उत्पादन में क्रियान्वित किया जा चुका है, चूँकि, अभी तक आणविक असेंबलरों के वास्तविक निर्माण में कोई शोध प्रयास नहीं किया गया था। | ||
फिर भी, जर्नल [[ विज्ञान (पत्रिका) |विज्ञान (पत्रिका)]] में प्रकाशित डेविड लेह (वैज्ञानिक) के समूह का सन्न 2013 का पेपर, कृत्रिम आणविक मशीन का उपयोग करके अनुक्रम-विशिष्ट तरीके से [[पेप्टाइड]] को संश्लेषित करने की नई विधि का विवरण देता है जो आणविक द्वारा निर्देशित होती है।<ref>{{Cite journal|last1=Lewandowski|first1=Bartosz|last2=De Bo|first2=Guillaume|last3=Ward|first3=John W.|last4=Papmeyer|first4=Marcus|last5=Kuschel|first5=Sonja|last6=Aldegunde|first6=María J.|last7=Gramlich|first7=Philipp M. E.|last8=Heckmann|first8=Dominik|last9=Goldup|first9=Stephen M.|date=2013-01-11|title=एक कृत्रिम लघु-अणु मशीन द्वारा अनुक्रम-विशिष्ट पेप्टाइड संश्लेषण|journal=Science|language=en|volume=339|issue=6116|pages=189–193|doi=10.1126/science.1229753|issn=0036-8075|pmid=23307739|bibcode=2013Sci...339..189L|s2cid=206544961|url=https://semanticscholar.org/paper/3d2640a1c5582e93c7f7e46f4669c92ff3e91065}}</ref> यह उसी प्रकार कार्य करता है जैसे राइबोसोम मैसेंजर आरएनए ब्लूप्रिंट के अनुसार अमीनो एसिड को एकत्र करके प्रोटीन का निर्माण करता है। इस प्रकार मशीन की संरचना [[रोटाक्सेन]] पर आधारित होती है, जो आणविक धुरी के साथ फिसलने वाली आणविक अंगूठी है। चूँकि रिंग में [[TH IO देर से|थियोलेट]] समूह होता है, जो एक्सल से अनुक्रम में अमीनो एसिड को हटाता है, उन्हें पेप्टाइड असेंबली साइट पर स्थानांतरित करता है। सन्न 2018 में, उसी समूह ने इस अवधारणा का और अधिक उन्नत संस्करण प्रकाशित किया था, जिसमें आणविक रिंग पॉलिमरिक ट्रैक के साथ [[ओलिगोपेप्टाइड]] को एकत्र करने के लिए शटल करती है जो अल्फा हेलिक्स में परिवर्तित हो सकती है जो [[चाकोन]] व्युत्पन्न के [[enantioselective|एनेंटियोसेलेक्टिव]] [[एपॉक्सीडेशन]] का प्रदर्शन कर सकती है ( तरह से राइबोसोम [[एंजाइम]] को असेंबल करने की याद दिलाता है)।<ref>{{Cite journal|last1=De Bo|first1=Guillaume|last2=Gall|first2=Malcolm A. Y.|last3=Kuschel|first3=Sonja|last4=Winter|first4=Julien De|last5=Gerbaux|first5=Pascal|last6=Leigh|first6=David A.|date=2018-04-02|title=एक कृत्रिम आणविक मशीन जो एक असममित उत्प्रेरक बनाती है|journal=Nature Nanotechnology|volume=13|issue=5|pages=381–385|language=En|doi=10.1038/s41565-018-0105-3|pmid=29610529|bibcode=2018NatNa..13..381D|s2cid=4624041|issn=1748-3395|url=https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/publications/an-artificial-molecular-machine-that-builds-an-asymmetric-catalyst(569800d8-beb2-4d4a-acd5-84d0369ddabb).html}}</ref> अतः मार्च, सन्न 2015 में विज्ञान में प्रकाशित अन्य पेपर में, [[इलिनोइस विश्वविद्यालय]] के रसायनज्ञ ऐसे मंच की सूची करते हैं जो हजारों संगत बिल्डिंग ब्लॉकों के साथ छोटे अणुओं के 14 वर्गों के संश्लेषण को स्वचालित करता है।<ref>{{cite journal|title=एक स्वचालित प्रक्रिया का उपयोग करके कई अलग-अलग प्रकार के कार्बनिक छोटे अणुओं का संश्लेषण|journal=Science|volume=347|issue=6227|pages=1221–1226|doi=10.1126/science.aaa5414|pmid=25766227|pmc=4687482|year=2015|last1=Li|first1=J.|last2=Ballmer|first2=S. G.|last3=Gillis|first3=E. P.|last4=Fujii|first4=S.|last5=Schmidt|first5=M. J.|last6=Palazzolo|first6=A. M. E.|last7=Lehmann|first7=J. W.|last8=Morehouse|first8=G. F.|last9=Burke|first9=M. D.|bibcode=2015Sci...347.1221L}}</ref> | फिर भी, जर्नल [[ विज्ञान (पत्रिका) |विज्ञान (पत्रिका)]] में प्रकाशित डेविड लेह (वैज्ञानिक) के समूह का सन्न 2013 का पेपर, कृत्रिम आणविक मशीन का उपयोग करके अनुक्रम-विशिष्ट तरीके से [[पेप्टाइड]] को संश्लेषित करने की नई विधि का विवरण देता है जो आणविक द्वारा निर्देशित होती है।<ref>{{Cite journal|last1=Lewandowski|first1=Bartosz|last2=De Bo|first2=Guillaume|last3=Ward|first3=John W.|last4=Papmeyer|first4=Marcus|last5=Kuschel|first5=Sonja|last6=Aldegunde|first6=María J.|last7=Gramlich|first7=Philipp M. E.|last8=Heckmann|first8=Dominik|last9=Goldup|first9=Stephen M.|date=2013-01-11|title=एक कृत्रिम लघु-अणु मशीन द्वारा अनुक्रम-विशिष्ट पेप्टाइड संश्लेषण|journal=Science|language=en|volume=339|issue=6116|pages=189–193|doi=10.1126/science.1229753|issn=0036-8075|pmid=23307739|bibcode=2013Sci...339..189L|s2cid=206544961|url=https://semanticscholar.org/paper/3d2640a1c5582e93c7f7e46f4669c92ff3e91065}}</ref> यह उसी प्रकार कार्य करता है जैसे राइबोसोम मैसेंजर आरएनए ब्लूप्रिंट के अनुसार अमीनो एसिड को एकत्र करके प्रोटीन का निर्माण करता है। इस प्रकार मशीन की संरचना [[रोटाक्सेन]] पर आधारित होती है, जो आणविक धुरी के साथ फिसलने वाली आणविक अंगूठी है। चूँकि रिंग में [[TH IO देर से|थियोलेट]] समूह होता है, जो एक्सल से अनुक्रम में अमीनो एसिड को हटाता है, उन्हें पेप्टाइड असेंबली साइट पर स्थानांतरित करता है। सन्न 2018 में, उसी समूह ने इस अवधारणा का और अधिक उन्नत संस्करण प्रकाशित किया था, जिसमें आणविक रिंग पॉलिमरिक ट्रैक के साथ [[ओलिगोपेप्टाइड]] को एकत्र करने के लिए शटल करती है जो अल्फा हेलिक्स में परिवर्तित हो सकती है जो [[चाकोन]] व्युत्पन्न के [[enantioselective|एनेंटियोसेलेक्टिव]] [[एपॉक्सीडेशन]] का प्रदर्शन कर सकती है ( तरह से राइबोसोम [[एंजाइम]] को असेंबल करने की याद दिलाता है)।<ref>{{Cite journal|last1=De Bo|first1=Guillaume|last2=Gall|first2=Malcolm A. Y.|last3=Kuschel|first3=Sonja|last4=Winter|first4=Julien De|last5=Gerbaux|first5=Pascal|last6=Leigh|first6=David A.|date=2018-04-02|title=एक कृत्रिम आणविक मशीन जो एक असममित उत्प्रेरक बनाती है|journal=Nature Nanotechnology|volume=13|issue=5|pages=381–385|language=En|doi=10.1038/s41565-018-0105-3|pmid=29610529|bibcode=2018NatNa..13..381D|s2cid=4624041|issn=1748-3395|url=https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/publications/an-artificial-molecular-machine-that-builds-an-asymmetric-catalyst(569800d8-beb2-4d4a-acd5-84d0369ddabb).html}}</ref> अतः मार्च, सन्न 2015 में विज्ञान में प्रकाशित अन्य पेपर में, [[इलिनोइस विश्वविद्यालय]] के रसायनज्ञ ऐसे मंच की सूची करते हैं जो हजारों संगत बिल्डिंग ब्लॉकों के साथ छोटे अणुओं के 14 वर्गों के संश्लेषण को स्वचालित करता है।<ref>{{cite journal|title=एक स्वचालित प्रक्रिया का उपयोग करके कई अलग-अलग प्रकार के कार्बनिक छोटे अणुओं का संश्लेषण|journal=Science|volume=347|issue=6227|pages=1221–1226|doi=10.1126/science.aaa5414|pmid=25766227|pmc=4687482|year=2015|last1=Li|first1=J.|last2=Ballmer|first2=S. G.|last3=Gillis|first3=E. P.|last4=Fujii|first4=S.|last5=Schmidt|first5=M. J.|last6=Palazzolo|first6=A. M. E.|last7=Lehmann|first7=J. W.|last8=Morehouse|first8=G. F.|last9=Burke|first9=M. D.|bibcode=2015Sci...347.1221L}}</ref> | ||
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नैनोप्रणाली मॉलिक्यूलर मशीनरी, मैन्युफैक्चरिंग एंड कंप्यूटेशन (1992) में प्रकाशित के. एरिक ड्रेक्सलर की दृष्टि में, विशिष्ट नैनोफैक्ट्री डेस्कटॉप बॉक्स में फिट होती है, जो [[खोजपूर्ण इंजीनियरिंग]] का उल्लेखनीय कार्य है। सन्न 1990 के दशक के समय, अन्य लोगों ने नैनोफैक्ट्री अवधारणा का विस्तार किया है, जिसमें [[राल्फ मर्कले]] द्वारा नैनोफैक्ट्री कन्वर्जेंट असेंबली का विश्लेषण, जे. स्टोर्स हॉल, फॉरेस्ट बिशप के यूनिवर्सल असेंबलर द्वारा प्रतिकृति नैनोफैक्टरी आर्किटेक्चर का प्रणाली डिजाइन, पेटेंट घातीय असेंबली प्रक्रिया सम्मिलित होती है। इस प्रकार [[ज़ीवेक्स]], और क्रिस फीनिक्स (सेंटर फॉर रिस्पॉन्सिबल नैनोटेक्नोलॉजी में अनुसंधान के निदेशक) द्वारा 'आदिम नैनोफैक्ट्री' के लिए शीर्ष-स्तरीय प्रणाली डिज़ाइन होती है। चूँकि इन सभी नैनोफैक्ट्री डिज़ाइनों (और अधिक) को [[रॉबर्ट फ्रीटास]] और राल्फ मर्कले द्वारा किनेमेटिक सेल्फ-रेप्लिकेटिंग मशीन्स (2004) के अध्याय 4 में संक्षेपित किया गया है। अतः नैनोफैक्ट्री सहयोग,<ref>{{cite web|url=http://www.MolecularAssembler.com/Nanofactory|title=Nanofactory Collaboration}}</ref> सन्न 2000 में फ्रीटास और मर्कल द्वारा स्थापित, केंद्रित, चल रहा प्रयास है जिसमें 10 संगठनों और 4 देशों के 23 शोधकर्ता सम्मिलित होते हैं जो व्यावहारिक शोध एजेंडा विकसित कर रहा है।<ref>{{cite web|url=http://www.MolecularAssembler.com/Nanofactory/Challenges.htm|title=Nanofactory Technical Challenges}}</ref> विशेष रूप से स्थिति-नियंत्रित [[डायमंड]] मैकेनोसिंथेसिस और [[हीरे जैसा]] नैनोफैक्ट्री विकास के उद्देश्य से कार्य करता है। | नैनोप्रणाली मॉलिक्यूलर मशीनरी, मैन्युफैक्चरिंग एंड कंप्यूटेशन (1992) में प्रकाशित के. एरिक ड्रेक्सलर की दृष्टि में, विशिष्ट नैनोफैक्ट्री डेस्कटॉप बॉक्स में फिट होती है, जो [[खोजपूर्ण इंजीनियरिंग]] का उल्लेखनीय कार्य है। सन्न 1990 के दशक के समय, अन्य लोगों ने नैनोफैक्ट्री अवधारणा का विस्तार किया है, जिसमें [[राल्फ मर्कले]] द्वारा नैनोफैक्ट्री कन्वर्जेंट असेंबली का विश्लेषण, जे. स्टोर्स हॉल, फॉरेस्ट बिशप के यूनिवर्सल असेंबलर द्वारा प्रतिकृति नैनोफैक्टरी आर्किटेक्चर का प्रणाली डिजाइन, पेटेंट घातीय असेंबली प्रक्रिया सम्मिलित होती है। इस प्रकार [[ज़ीवेक्स]], और क्रिस फीनिक्स (सेंटर फॉर रिस्पॉन्सिबल नैनोटेक्नोलॉजी में अनुसंधान के निदेशक) द्वारा 'आदिम नैनोफैक्ट्री' के लिए शीर्ष-स्तरीय प्रणाली डिज़ाइन होती है। चूँकि इन सभी नैनोफैक्ट्री डिज़ाइनों (और अधिक) को [[रॉबर्ट फ्रीटास]] और राल्फ मर्कले द्वारा किनेमेटिक सेल्फ-रेप्लिकेटिंग मशीन्स (2004) के अध्याय 4 में संक्षेपित किया गया है। अतः नैनोफैक्ट्री सहयोग,<ref>{{cite web|url=http://www.MolecularAssembler.com/Nanofactory|title=Nanofactory Collaboration}}</ref> सन्न 2000 में फ्रीटास और मर्कल द्वारा स्थापित, केंद्रित, चल रहा प्रयास है जिसमें 10 संगठनों और 4 देशों के 23 शोधकर्ता सम्मिलित होते हैं जो व्यावहारिक शोध एजेंडा विकसित कर रहा है।<ref>{{cite web|url=http://www.MolecularAssembler.com/Nanofactory/Challenges.htm|title=Nanofactory Technical Challenges}}</ref> विशेष रूप से स्थिति-नियंत्रित [[डायमंड]] मैकेनोसिंथेसिस और [[हीरे जैसा]] नैनोफैक्ट्री विकास के उद्देश्य से कार्य करता है। | ||
सन्न 2005 में, ड्रेक्सलर के सहयोग से, जॉन बर्च द्वारा नैनोफैक्ट्री अवधारणा की [[कंप्यूटर एनिमेटेड]] [[लघु फिल्म]] का निर्माण किया गया था। इस प्रकार के दर्शन अनेक बौद्धिक स्तरों पर बहुत बहस का विषय रहे हैं। इस प्रकार किसी ने भी अंतर्निहित सिद्धांतों के साथ दुर्गम समस्या की खोज नहीं की है और किसी ने भी यह सिद्ध नहीं किया है कि सिद्धांतों को व्यवहार में अनुवादित किया जा सकता है। चूँकि, बहस | सन्न 2005 में, ड्रेक्सलर के सहयोग से, जॉन बर्च द्वारा नैनोफैक्ट्री अवधारणा की [[कंप्यूटर एनिमेटेड]] [[लघु फिल्म]] का निर्माण किया गया था। इस प्रकार के दर्शन अनेक बौद्धिक स्तरों पर बहुत बहस का विषय रहे हैं। इस प्रकार किसी ने भी अंतर्निहित सिद्धांतों के साथ दुर्गम समस्या की खोज नहीं की है और किसी ने भी यह सिद्ध नहीं किया है कि सिद्धांतों को व्यवहार में अनुवादित किया जा सकता है। चूँकि, बहस प्रारंभ है, इसमें से कुछ को [[आणविक नैनो प्रौद्योगिकी]] लेख में संक्षेपित किया गया है। | ||
यदि नैनोफैक्ट्रीज़ का निर्माण किया जा सकता है, तब विश्व अर्थव्यवस्था में गंभीर व्यवधान अनेक संभावित ऋणात्मक प्रभावों में से होता है, चूंकि यह तर्क दिया जा सकता है कि इस व्यवधान का थोड़ा ऋणात्मक प्रभाव होता है, यदि प्रत्येक किसी के पास ऐसी नैनोफैक्ट्रीज़ होती है। सामान्यतः बड़े लाभ की भी आशा रहती है। चूँकि विज्ञान कथा के विभिन्न कार्यों ने इन और समान अवधारणाओं की खोज की है। अतः ऐसे उपकरणों की संभावना [[मैकेनिकल इंजीनियरिंग]] प्रोफेसर डेम [[ ऐन डाउलिंग |ऐन डाउलिंग]] के नेतृत्व में यूके के प्रमुख अध्ययन के आदेश का भाग थी। | यदि नैनोफैक्ट्रीज़ का निर्माण किया जा सकता है, तब विश्व अर्थव्यवस्था में गंभीर व्यवधान अनेक संभावित ऋणात्मक प्रभावों में से होता है, चूंकि यह तर्क दिया जा सकता है कि इस व्यवधान का थोड़ा ऋणात्मक प्रभाव होता है, यदि प्रत्येक किसी के पास ऐसी नैनोफैक्ट्रीज़ होती है। सामान्यतः बड़े लाभ की भी आशा रहती है। चूँकि विज्ञान कथा के विभिन्न कार्यों ने इन और समान अवधारणाओं की खोज की है। अतः ऐसे उपकरणों की संभावना [[मैकेनिकल इंजीनियरिंग]] प्रोफेसर डेम [[ ऐन डाउलिंग |ऐन डाउलिंग]] के नेतृत्व में यूके के प्रमुख अध्ययन के आदेश का भाग थी। | ||
==स्वयं प्रतिकृति== | ==स्वयं प्रतिकृति== | ||
आणविक असेंबलरों को स्व-प्रतिकृति मशीनों के साथ भ्रमित कर दिया गया है। किसी वांछित उत्पाद की व्यावहारिक मात्रा का उत्पादन करने के लिए, विशिष्ट विज्ञान कथा सार्वभौमिक आणविक असेंबलर के नैनोस्केल आकार के लिए बहुत बड़ी संख्या में ऐसे उपकरणों की आवश्यकता होती है। चूँकि, इस प्रकार के सैद्धांतिक आणविक असेंबलर को स्वयं प्रतिकृति के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, अतः स्वयं की अनेक प्रतियों का निर्माण कर सकता है। इससे उत्पादन की घातीय दर संभव हो सकती है। फिर, पर्याप्त मात्रा में आणविक असेंबलर उपलब्ध होने के पश्चात्, उन्हें वांछित उत्पाद के उत्पादन के लिए फिर से प्रोग्राम किया जाता है। चूँकि, यदि आणविक असेंबलरों की स्व-प्रतिकृति पर रोक नहीं लगाई गई तब इससे प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले जीवों के साथ प्रतिस्पर्धा हो सकती है। इसे [[इकोफैगी]] या [[ग्रे गू]] समस्या कहा गया है।<ref>{{cite web|url=http://www.crnano.org/BD-Goo.htm|title=Nanotechnology: Grey Goo is a Small Issue|access-date=2007-08-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20140829204949/http://www.crnano.org/BD-Goo.htm|archive-date=2014-08-29|url-status=dead}}</ref> | |||
आणविक असेंबलरों के निर्माण की विधि जैविक प्रणालियों द्वारा नियोजित विकासवादी प्रक्रियाओं की नकल करना है। इस प्रकार जैविक विकास कम-सफल रूपांतर को | |||
आणविक असेंबलरों के निर्माण की विधि जैविक प्रणालियों द्वारा नियोजित विकासवादी प्रक्रियाओं की नकल करना है। इस प्रकार जैविक विकास कम-सफल रूपांतर को समाप्त करने और अधिक-सफल रूपांतर के पुनरुत्पादन के साथ यादृच्छिक भिन्नता से आगे बढ़ता है। चूँकि समष्टि आणविक असेंबलरों का उत्पादन सरल प्रणालियों से विकसित किया जा सकता है जिससे कि समष्टि प्रणाली जो कार्य करती है वह सदैव सरल प्रणाली से विकसित होती है जो कार्य करती है। . . . प्रारंभ से डिज़ाइन की गई समष्टि प्रणाली कभी कार्य नहीं करती है और इसे कार्य करने के लिए पैच-अप नहीं किया जा सकता है। आपको फिर से प्रारंभ करना होगा, ऐसे प्रणाली से प्रारंभ करना होगा जो कार्य करता होता है।<ref name="JohGall"> | |||
Gall, John, (1986) Systemantics: How Systems Really Work and How They Fail, 2nd ed. Ann Arbor, MI : The General Systemantics Press.</ref> चूँकि, अधिकांश प्रकाशित सुरक्षा दिशानिर्देशों में प्रतिकृति डिज़ाइन विकसित करने के विरुद्ध सिफ़ारिशें सम्मिलित हैं जो जीवित उत्परिवर्तन या विकास से गुजरने की अनुमति देती हैं।<ref>{{cite web|url=http://www.foresight.org/guidelines/current.html|title=Foresight Guidelines on Molecular Nanotechnology}}</ref> | Gall, John, (1986) Systemantics: How Systems Really Work and How They Fail, 2nd ed. Ann Arbor, MI : The General Systemantics Press.</ref> चूँकि, अधिकांश प्रकाशित सुरक्षा दिशानिर्देशों में प्रतिकृति डिज़ाइन विकसित करने के विरुद्ध सिफ़ारिशें सम्मिलित हैं जो जीवित उत्परिवर्तन या विकास से गुजरने की अनुमति देती हैं।<ref>{{cite web|url=http://www.foresight.org/guidelines/current.html|title=Foresight Guidelines on Molecular Nanotechnology}}</ref> | ||
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==औपचारिक वैज्ञानिक समीक्षा== | ==औपचारिक वैज्ञानिक समीक्षा== | ||
सन्न 2006 में, नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज ने लंबी सूची, ए मैटर ऑफ साइज नेशनल नैनोटेक्नोलॉजी इनिशिएटिव की त्रिवार्षिक समीक्षा के भाग के रूप में आणविक विनिर्माण के अध्ययन की सूची | सन्न 2006 में, नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज ने लंबी सूची, ए मैटर ऑफ साइज नेशनल नैनोटेक्नोलॉजी इनिशिएटिव की त्रिवार्षिक समीक्षा के भाग के रूप में आणविक विनिर्माण के अध्ययन की सूची प्रारंभ की थी।<ref>{{cite book|title=A Matter of Size: Triennial Review of the National Nanotechnology Initiative - The National Academies Press|doi=10.17226/11752|year=2006|isbn=978-0-309-10223-0|last1=Council|first1=National Research|last2=Sciences|first2=Division on Engineering Physical|last3=Board|first3=National Materials Advisory|last4=Initiative|first4=Committee to Review the National Nanotechnology}}</ref> इस प्रकार अध्ययन समिति ने नैनोप्रणाली की विधिक सामग्री की समीक्षा की थी, और अपने निष्कर्ष में कहा था कि संभावित प्रणाली प्रदर्शन के अनेक प्रश्नों के संबंध में किसी भी उपस्थित सैद्धांतिक विश्लेषण को निश्चित नहीं माना जा सकता है, और उच्च-प्रदर्शन प्रणालियों को क्रियान्वित करने के लिए इष्टतम पथों की भविष्यवाणी विश्वास के साथ नहीं की जा सकती है। यह इस क्षेत्र में ज्ञान को आगे बढ़ाने के लिए प्रायोगिक अनुसंधान की पक्षसमर्थन करता है। | ||
यद्यपि सैद्धांतिक गणना आज की जा सकती है, किन्तु इस समय इस प्रकार के बॉटम-अप विनिर्माण प्रणालियों की रासायनिक प्रतिक्रिया चक्रों, त्रुटि दर, संचालन की गति और [[थर्मोडायनामिक दक्षता]] की अंततः प्राप्त सीमा का विश्वसनीय अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। इस प्रकार, निर्मित उत्पादों की अंततः प्राप्य पूर्णता और | यद्यपि सैद्धांतिक गणना आज की जा सकती है, किन्तु इस समय इस प्रकार के बॉटम-अप विनिर्माण प्रणालियों की रासायनिक प्रतिक्रिया चक्रों, त्रुटि दर, संचालन की गति और [[थर्मोडायनामिक दक्षता]] की अंततः प्राप्त सीमा का विश्वसनीय अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। इस प्रकार, निर्मित उत्पादों की अंततः प्राप्य पूर्णता और समष्टिता, चूंकि सिद्धांत रूप में गणना की जा सकती है, अतः विश्वास के साथ भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है। अंत में, इष्टतम अनुसंधान पथ जो उन प्रणालियों तक ले जा सकते हैं जो [[थर्मोडायनामिक दक्षता सीमा]] और जैविक प्रणालियों की अन्य क्षमताओं को इस समय विश्वसनीय रूप से भविष्यवाणी नहीं कर सकते हैं। शोध निधि जो जांचकर्ताओं की प्रयोगात्मक प्रदर्शनों का उत्पादन करने की क्षमता पर आधारित होते है, जो अमूर्त मॉडल से जुड़ती है और दीर्घकालिक दृष्टि का मार्गदर्शन करती है, अतः इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए सबसे उपयुक्त है। | ||
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संभावित परिदृश्य जिसकी कल्पना की गई है वह ग्रे गू के रूप में नियंत्रण से बाहर स्व-प्रतिकृति आणविक असेंबलर है जो अपनी प्रतिकृति | संभावित परिदृश्य जिसकी कल्पना की गई है वह ग्रे गू के रूप में नियंत्रण से बाहर स्व-प्रतिकृति आणविक असेंबलर है जो अपनी प्रतिकृति प्रारंभ रखने के लिए [[कार्बन]] का उपभोग करता है। यदि अनियंत्रित किया जाता है, तब ऐसी यांत्रिक प्रतिकृति संभावित रूप से पूरे ईकोरियोजन या पूरी पृथ्वी (इकोफैगी) का उपभोग कर सकती है, या यह कार्बन, [[एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट]], या [[यूवी]] प्रकाश (जो कुछ [[नैनोमोटर]] उदाहरणों पर चलती है) जैसे आवश्यक संसाधनों के लिए प्राकृतिक जीवनरूपों को मात दे सकती है। चूँकि, इकोफैगी और 'ग्रे गू' परिदृश्य, कृत्रिम आणविक असेंबलरों की भांति, अभी भी काल्पनिक प्रौद्योगिकियों पर आधारित होती हैं जिन्हें अभी तक प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित नहीं किया गया है। | ||
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आणविक असेंबलर, जैसा कि के. एरिक ड्रेक्सलर द्वारा परिभाषित किया गया है, यह "प्रस्तावित उपकरण होता है जो परमाणु परिशुद्धता के साथ प्रतिक्रियाशील अणुओं की स्थिति बनाकर रासायनिक प्रतिक्रियाओं का मार्गदर्शन करने में सक्षम होता है"। इस प्रकार आणविक असेंबलर विशेष प्रकार की आणविक मशीन है। अतः कुछ जैविक अणु जैसे राइबोसोम इस परिभाषा में फिट बैठते हैं। ऐसा इसलिए होता है जिससे कि वह एमआरएनए से निर्देश प्राप्त करते हैं और फिर प्रोटीन अणुओं के निर्माण के लिए अमीनो अम्ल के विशिष्ट अनुक्रमों को एकत्र करते हैं। चूँकि, आणविक असेंबलर शब्द सामान्यतः सैद्धांतिक मानव निर्मित उपकरणों को संदर्भित करता है।
सन्न 2007 के प्रारंभ में, ब्रिटिश इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद ने राइबोसोम-जैसे आणविक असेंबलरों के विकास को वित्त पोषित किया है। स्पष्टतः, आणविक असेंबलर इस सीमित अर्थ में संभव हैं। इस प्रकार बैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट के नेतृत्व में और संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग की अनेक राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं द्वारा आयोजित प्रौद्योगिकी सड़क मानचित्र परियोजना ने परमाणु रूप से त्रुटिहीन निर्माण प्रौद्योगिकियों की श्रृंखला की खोज की है, जिसमें प्रोग्रामयोग्य आणविक संयोजन के लिए प्रारंभिक पीढ़ी और दीर्घकालिक दोनों संभावनाएं सम्मिलित होते हैं, अतः सूची दिसंबर, सन्न 2007 में प्रारंभ की गई थी।[1] सन्न 2008 में, इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद ने इंस्टीट्यूट फॉर मॉलिक्यूलर मैन्युफैक्चरिंग के साथ साझेदारी में मैकेनाइज्ड यंत्रसंश्लेषण की दिशा में कार्य करने वाले शोध के लिए छह वर्षों में £1.5 मिलियन (£1,942,235.57, 2021 में $2,693,808.00) की फंडिंग प्रदान की गयी थी)।[2][3]
इसी प्रकार, आणविक असेंबलर शब्द का उपयोग विज्ञान कथाओं और लोकप्रिय संस्कृति में शानदार परमाणु-हेरफेर करने वाली नैनोमशीनों की विस्तृत श्रृंखला को संदर्भित करने के लिए किया गया है। चूँकि आणविक असेंबलरों के संबंध में अधिकांश विवाद विधिक अवधारणाओं और लोकप्रिय कल्पनाओं दोनों के लिए नाम के उपयोग में भ्रम के कारण उत्पन्न होता है। सन्न 1992 में, ड्रेक्सलर ने संबंधित किन्तु उत्तम समझे जाने वाले शब्द आणविक विनिर्माण में प्रारंभ की थी, जिसे उन्होंने व्यक्तिगत परमाणुओं में हेरफेर करके नहीं, किंतु यांत्रिक रूप से प्रतिक्रियाशील अणुओं की स्थिति द्वारा समष्टि संरचनाओं के क्रमादेशित रासायनिक संश्लेषण के रूप में परिभाषित किया था।[4]
यह आलेख अधिकतर लोकप्रिय अर्थों में आणविक असेंबलरों पर चर्चा करता है। इनमें काल्पनिक मशीनें सम्मिलित होती हैं जो व्यक्तिगत परमाणुओं में हेरफेर करती हैं और जीव जैसी स्व-प्रतिकृति क्षमता, गतिशीलता, भोजन उपभोग करने की क्षमता आदि वाली मशीनें सम्मिलित होती हैं। यह उन उपकरणों से अधिक भिन्न हैं जो केवल (जैसा कि ऊपर परिभाषित किया गया है) प्रतिक्रियाशील अणुओं को परमाणु परिशुद्धता के साथ स्थित करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं का मार्गदर्शन करते हैं।
जिससे कि कृत्रिम आणविक असेंबलरों का निर्माण कभी नहीं किया गया है और इस शब्द के अर्थ के संबंध में भ्रम के कारण, इस बात पर अधिक विवाद रहा है कि क्या "आणविक असेंबलर" संभव हैं या केवल विज्ञान कथा हैं। चूँकि भ्रम और विवाद भी नैनोटेक्नोलॉजी के रूप में उनके वर्गीकरण से उत्पन्न होते हैं, जो प्रयोगशाला अनुसंधान का सक्रिय क्षेत्र होता है जिसे पहले से ही वास्तविक उत्पादों के उत्पादन में क्रियान्वित किया जा चुका है, चूँकि, अभी तक आणविक असेंबलरों के वास्तविक निर्माण में कोई शोध प्रयास नहीं किया गया था।
फिर भी, जर्नल विज्ञान (पत्रिका) में प्रकाशित डेविड लेह (वैज्ञानिक) के समूह का सन्न 2013 का पेपर, कृत्रिम आणविक मशीन का उपयोग करके अनुक्रम-विशिष्ट तरीके से पेप्टाइड को संश्लेषित करने की नई विधि का विवरण देता है जो आणविक द्वारा निर्देशित होती है।[5] यह उसी प्रकार कार्य करता है जैसे राइबोसोम मैसेंजर आरएनए ब्लूप्रिंट के अनुसार अमीनो एसिड को एकत्र करके प्रोटीन का निर्माण करता है। इस प्रकार मशीन की संरचना रोटाक्सेन पर आधारित होती है, जो आणविक धुरी के साथ फिसलने वाली आणविक अंगूठी है। चूँकि रिंग में थियोलेट समूह होता है, जो एक्सल से अनुक्रम में अमीनो एसिड को हटाता है, उन्हें पेप्टाइड असेंबली साइट पर स्थानांतरित करता है। सन्न 2018 में, उसी समूह ने इस अवधारणा का और अधिक उन्नत संस्करण प्रकाशित किया था, जिसमें आणविक रिंग पॉलिमरिक ट्रैक के साथ ओलिगोपेप्टाइड को एकत्र करने के लिए शटल करती है जो अल्फा हेलिक्स में परिवर्तित हो सकती है जो चाकोन व्युत्पन्न के एनेंटियोसेलेक्टिव एपॉक्सीडेशन का प्रदर्शन कर सकती है ( तरह से राइबोसोम एंजाइम को असेंबल करने की याद दिलाता है)।[6] अतः मार्च, सन्न 2015 में विज्ञान में प्रकाशित अन्य पेपर में, इलिनोइस विश्वविद्यालय के रसायनज्ञ ऐसे मंच की सूची करते हैं जो हजारों संगत बिल्डिंग ब्लॉकों के साथ छोटे अणुओं के 14 वर्गों के संश्लेषण को स्वचालित करता है।[7]
सन्न 2017 में, डेविड लेह (वैज्ञानिक) के समूह ने आणविक रोबोट की सूचना दी थी, जिसे कृत्रिम आणविक के विभिन्न प्रतिक्रियाशील साइटों के मध्य आणविक सब्सट्रेट को स्थानांतरित करने के लिए नैनोमैकेनिकल रोबोटिक बांह का उपयोग करके आणविक उत्पाद के चार भिन्न-भिन्न स्टीरियोआइसोमर में से किसी का निर्माण करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है।[8] अतः 'ए मॉलिक्यूलर असेंबलर' शीर्षक से संलग्न समाचार और दृश्य लेख में आणविक रोबोट के संचालन को प्रभावी रूप से प्रोटोटाइप आणविक असेंबलर के रूप में रेखांकित किया गया है।[9]
नैनोफैक्टरीज
नैनोफैक्ट्री प्रस्तावित प्रणाली है जिसमें नैनोमशीनें (आण्विक असेंबलर, या औद्योगिक रोबोट हथियार जैसी) बड़े परमाणु रूप से त्रुटिहीन भागों का निर्माण करने के लिए मैकेनोसिंथेसिस के माध्यम से प्रतिक्रियाशील अणुओं को जोड़ती हैं। इसके बदले में, इन्हें मैक्रोस्कोपिक (दृश्यमान) किन्तु फिर भी परमाणु-त्रुटिहीन उत्पाद बनाने के लिए मिश्रित आकार के पोजिशनिंग तंत्र द्वारा एकत्र किया जाता है।
नैनोप्रणाली मॉलिक्यूलर मशीनरी, मैन्युफैक्चरिंग एंड कंप्यूटेशन (1992) में प्रकाशित के. एरिक ड्रेक्सलर की दृष्टि में, विशिष्ट नैनोफैक्ट्री डेस्कटॉप बॉक्स में फिट होती है, जो खोजपूर्ण इंजीनियरिंग का उल्लेखनीय कार्य है। सन्न 1990 के दशक के समय, अन्य लोगों ने नैनोफैक्ट्री अवधारणा का विस्तार किया है, जिसमें राल्फ मर्कले द्वारा नैनोफैक्ट्री कन्वर्जेंट असेंबली का विश्लेषण, जे. स्टोर्स हॉल, फॉरेस्ट बिशप के यूनिवर्सल असेंबलर द्वारा प्रतिकृति नैनोफैक्टरी आर्किटेक्चर का प्रणाली डिजाइन, पेटेंट घातीय असेंबली प्रक्रिया सम्मिलित होती है। इस प्रकार ज़ीवेक्स, और क्रिस फीनिक्स (सेंटर फॉर रिस्पॉन्सिबल नैनोटेक्नोलॉजी में अनुसंधान के निदेशक) द्वारा 'आदिम नैनोफैक्ट्री' के लिए शीर्ष-स्तरीय प्रणाली डिज़ाइन होती है। चूँकि इन सभी नैनोफैक्ट्री डिज़ाइनों (और अधिक) को रॉबर्ट फ्रीटास और राल्फ मर्कले द्वारा किनेमेटिक सेल्फ-रेप्लिकेटिंग मशीन्स (2004) के अध्याय 4 में संक्षेपित किया गया है। अतः नैनोफैक्ट्री सहयोग,[10] सन्न 2000 में फ्रीटास और मर्कल द्वारा स्थापित, केंद्रित, चल रहा प्रयास है जिसमें 10 संगठनों और 4 देशों के 23 शोधकर्ता सम्मिलित होते हैं जो व्यावहारिक शोध एजेंडा विकसित कर रहा है।[11] विशेष रूप से स्थिति-नियंत्रित डायमंड मैकेनोसिंथेसिस और हीरे जैसा नैनोफैक्ट्री विकास के उद्देश्य से कार्य करता है।
सन्न 2005 में, ड्रेक्सलर के सहयोग से, जॉन बर्च द्वारा नैनोफैक्ट्री अवधारणा की कंप्यूटर एनिमेटेड लघु फिल्म का निर्माण किया गया था। इस प्रकार के दर्शन अनेक बौद्धिक स्तरों पर बहुत बहस का विषय रहे हैं। इस प्रकार किसी ने भी अंतर्निहित सिद्धांतों के साथ दुर्गम समस्या की खोज नहीं की है और किसी ने भी यह सिद्ध नहीं किया है कि सिद्धांतों को व्यवहार में अनुवादित किया जा सकता है। चूँकि, बहस प्रारंभ है, इसमें से कुछ को आणविक नैनो प्रौद्योगिकी लेख में संक्षेपित किया गया है।
यदि नैनोफैक्ट्रीज़ का निर्माण किया जा सकता है, तब विश्व अर्थव्यवस्था में गंभीर व्यवधान अनेक संभावित ऋणात्मक प्रभावों में से होता है, चूंकि यह तर्क दिया जा सकता है कि इस व्यवधान का थोड़ा ऋणात्मक प्रभाव होता है, यदि प्रत्येक किसी के पास ऐसी नैनोफैक्ट्रीज़ होती है। सामान्यतः बड़े लाभ की भी आशा रहती है। चूँकि विज्ञान कथा के विभिन्न कार्यों ने इन और समान अवधारणाओं की खोज की है। अतः ऐसे उपकरणों की संभावना मैकेनिकल इंजीनियरिंग प्रोफेसर डेम ऐन डाउलिंग के नेतृत्व में यूके के प्रमुख अध्ययन के आदेश का भाग थी।
स्वयं प्रतिकृति
आणविक असेंबलरों को स्व-प्रतिकृति मशीनों के साथ भ्रमित कर दिया गया है। किसी वांछित उत्पाद की व्यावहारिक मात्रा का उत्पादन करने के लिए, विशिष्ट विज्ञान कथा सार्वभौमिक आणविक असेंबलर के नैनोस्केल आकार के लिए बहुत बड़ी संख्या में ऐसे उपकरणों की आवश्यकता होती है। चूँकि, इस प्रकार के सैद्धांतिक आणविक असेंबलर को स्वयं प्रतिकृति के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, अतः स्वयं की अनेक प्रतियों का निर्माण कर सकता है। इससे उत्पादन की घातीय दर संभव हो सकती है। फिर, पर्याप्त मात्रा में आणविक असेंबलर उपलब्ध होने के पश्चात्, उन्हें वांछित उत्पाद के उत्पादन के लिए फिर से प्रोग्राम किया जाता है। चूँकि, यदि आणविक असेंबलरों की स्व-प्रतिकृति पर रोक नहीं लगाई गई तब इससे प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले जीवों के साथ प्रतिस्पर्धा हो सकती है। इसे इकोफैगी या ग्रे गू समस्या कहा गया है।[12]
आणविक असेंबलरों के निर्माण की विधि जैविक प्रणालियों द्वारा नियोजित विकासवादी प्रक्रियाओं की नकल करना है। इस प्रकार जैविक विकास कम-सफल रूपांतर को समाप्त करने और अधिक-सफल रूपांतर के पुनरुत्पादन के साथ यादृच्छिक भिन्नता से आगे बढ़ता है। चूँकि समष्टि आणविक असेंबलरों का उत्पादन सरल प्रणालियों से विकसित किया जा सकता है जिससे कि समष्टि प्रणाली जो कार्य करती है वह सदैव सरल प्रणाली से विकसित होती है जो कार्य करती है। . . . प्रारंभ से डिज़ाइन की गई समष्टि प्रणाली कभी कार्य नहीं करती है और इसे कार्य करने के लिए पैच-अप नहीं किया जा सकता है। आपको फिर से प्रारंभ करना होगा, ऐसे प्रणाली से प्रारंभ करना होगा जो कार्य करता होता है।[13] चूँकि, अधिकांश प्रकाशित सुरक्षा दिशानिर्देशों में प्रतिकृति डिज़ाइन विकसित करने के विरुद्ध सिफ़ारिशें सम्मिलित हैं जो जीवित उत्परिवर्तन या विकास से गुजरने की अनुमति देती हैं।[14]
अधिकांश असेंबलर डिज़ाइन स्रोत कोड को भौतिक असेंबलर से बाहर रखते हैं। इस प्रकार विनिर्माण प्रक्रिया के प्रत्येक चरण में, उस चरण को सामान्य कंप्यूटर फ़ाइल से पढ़ा जाता है और सभी असेंबलरों को प्रसारित किया जाता है। यदि कोई असेंबलर उस कंप्यूटर की सीमा से बाहर हो जाता है, या जब उस कंप्यूटर और असेंबलरों के मध्य का लिंक टूट जाता है, या जब वह कंप्यूटर अनप्लग हो जाता है, तब असेंबलर प्रतिकृति बनाना बंद कर देते हैं। इस प्रकार ऐसा प्रसारण आर्किटेक्चर आण्विक नैनोटेक्नोलॉजी पर दूरदर्शिता दिशानिर्देशों और 137-आयामी रेप्लिकेटर डिज़ाइन स्थान के मानचित्र द्वारा अनुशंसित सुरक्षा सुविधाओं में से होता है।[15] अतः फ़्रीटास और मर्कले द्वारा हाल ही में प्रकाशित अनेक व्यावहारिक तरीके प्रदान करता है जिसके द्वारा प्रतिकृतियों को अच्छे डिज़ाइन द्वारा सुरक्षित रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
ड्रेक्सलर और स्माली बहस
आणविक असेंबलरों की कुछ अवधारणाओं के सबसे मुखर आलोचकों में से प्रोफेसर रिचर्ड स्माले (1943-2005) थे, जिन्होंने नैनो टेक्नोलॉजी के क्षेत्र में अपने योगदान के लिए नोबेल पुरस्कार जीता था। इस प्रकार स्माली का मानना था कि ऐसे असेंबलर शारीरिक रूप से संभव नहीं थे और उन्होंने उन पर वैज्ञानिक आपत्तियां प्रस्तुत कीं थी। चूँकि उनकी दो प्रमुख विधिक आपत्तियों को मोटी उंगलियों की समस्या और चिपचिपी उंगलियों की समस्या कहा गया था। उनका मानना था कि इससे आणविक असेंबलरों की संभावना समाप्त हो जाती है जो व्यक्तिगत परमाणुओं को त्रुटिहीन रूप से चुनने और रखने के द्वारा कार्य करते हैं। अतः 2001 के प्रकाशन में ड्रेक्सलर और सहकर्मियों ने इन दो विवादों पर प्रतिक्रिया दी।[16]
स्माली का यह भी मानना था कि स्व-प्रतिकृति मशीनों के सर्वनाशकारी खतरों के बारे में ड्रेक्सलर की अटकलें होती थी, जिन्हें आणविक असेंबलरों के सामान्तर माना गया है, अतः नैनो टेक्नोलॉजी के विकास के लिए सार्वजनिक समर्थन को खतरे में डाल देती है। इस प्रकार आणविक असेंबलरों के संबंध में ड्रेक्सलर और स्माल्ली के मध्य बहस को संबोधित करने के लिए केमिकल एंड इंजीनियरिंग न्यूज़ ने बिंदु-प्रतिवाद प्रकाशित किया था, जिसमें पत्रों के आदान-प्रदान सम्मिलित होते थे जो विवादों को संबोधित करते थे।[4]
विनियमन
प्रणाली की शक्ति पर अटकलें जिन्हें आणविक असेंबलर कहा जाता है, अतः ने नैनो टेक्नोलॉजी के निहितार्थ पर व्यापक राजनीतिक चर्चा को जन्म दिया है। इस प्रकार यह आंशिक रूप से इस तथ्य के कारण है कि नैनोटेक्नोलॉजी बहुत व्यापक शब्द है और इसमें आणविक असेंबलर सम्मिलित हो सकते हैं। जिससे कि शानदार आणविक असेंबलरों के संभावित निहितार्थों की चर्चा ने वर्तमान और भविष्य की नैनो प्रौद्योगिकी के विनियमन के लिए कॉल को प्रेरित किया है। सामान्यतः विनिर्मित उत्पादों में एकीकृत की जा रही नैनोटेक्नोलॉजी के संभावित स्वास्थ्य और पारिस्थितिक प्रभाव को लेकर बहुत वास्तविक चिंताएँ हैं। उदाहरण के लिए, हरित शांति ने नैनोटेक्नोलॉजी से संबंधित सूची प्रारंभ की है जिसमें उन्होंने पर्यावरण में प्रस्तुत किए गए नैनोमटेरियल्स की विषाक्तता पर चिंता व्यक्त की है।[17] चूँकि, यह असेंबलर विधि का केवल संक्षिप्त संदर्भ देता है। इस प्रकार यूके रॉयल सोसाइटी और रॉयल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग ने नैनोविज्ञान और नैनोटेक्नोलॉजीज: अवसर और अनिश्चितताएं नामक सूची भी प्रारंभ की थी।[18] अतः नैनोटेक्नोलॉजी के व्यापक सामाजिक और पारिस्थितिक प्रभावों के संबंध में यह सूची संभावित तथाकथित आणविक असेंबलरों द्वारा उत्पन्न खतरे पर चर्चा नहीं करती है।
औपचारिक वैज्ञानिक समीक्षा
सन्न 2006 में, नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज ने लंबी सूची, ए मैटर ऑफ साइज नेशनल नैनोटेक्नोलॉजी इनिशिएटिव की त्रिवार्षिक समीक्षा के भाग के रूप में आणविक विनिर्माण के अध्ययन की सूची प्रारंभ की थी।[19] इस प्रकार अध्ययन समिति ने नैनोप्रणाली की विधिक सामग्री की समीक्षा की थी, और अपने निष्कर्ष में कहा था कि संभावित प्रणाली प्रदर्शन के अनेक प्रश्नों के संबंध में किसी भी उपस्थित सैद्धांतिक विश्लेषण को निश्चित नहीं माना जा सकता है, और उच्च-प्रदर्शन प्रणालियों को क्रियान्वित करने के लिए इष्टतम पथों की भविष्यवाणी विश्वास के साथ नहीं की जा सकती है। यह इस क्षेत्र में ज्ञान को आगे बढ़ाने के लिए प्रायोगिक अनुसंधान की पक्षसमर्थन करता है।
यद्यपि सैद्धांतिक गणना आज की जा सकती है, किन्तु इस समय इस प्रकार के बॉटम-अप विनिर्माण प्रणालियों की रासायनिक प्रतिक्रिया चक्रों, त्रुटि दर, संचालन की गति और थर्मोडायनामिक दक्षता की अंततः प्राप्त सीमा का विश्वसनीय अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। इस प्रकार, निर्मित उत्पादों की अंततः प्राप्य पूर्णता और समष्टिता, चूंकि सिद्धांत रूप में गणना की जा सकती है, अतः विश्वास के साथ भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है। अंत में, इष्टतम अनुसंधान पथ जो उन प्रणालियों तक ले जा सकते हैं जो थर्मोडायनामिक दक्षता सीमा और जैविक प्रणालियों की अन्य क्षमताओं को इस समय विश्वसनीय रूप से भविष्यवाणी नहीं कर सकते हैं। शोध निधि जो जांचकर्ताओं की प्रयोगात्मक प्रदर्शनों का उत्पादन करने की क्षमता पर आधारित होते है, जो अमूर्त मॉडल से जुड़ती है और दीर्घकालिक दृष्टि का मार्गदर्शन करती है, अतः इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए सबसे उपयुक्त है।
ग्रे गू
संभावित परिदृश्य जिसकी कल्पना की गई है वह ग्रे गू के रूप में नियंत्रण से बाहर स्व-प्रतिकृति आणविक असेंबलर है जो अपनी प्रतिकृति प्रारंभ रखने के लिए कार्बन का उपभोग करता है। यदि अनियंत्रित किया जाता है, तब ऐसी यांत्रिक प्रतिकृति संभावित रूप से पूरे ईकोरियोजन या पूरी पृथ्वी (इकोफैगी) का उपभोग कर सकती है, या यह कार्बन, एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट, या यूवी प्रकाश (जो कुछ नैनोमोटर उदाहरणों पर चलती है) जैसे आवश्यक संसाधनों के लिए प्राकृतिक जीवनरूपों को मात दे सकती है। चूँकि, इकोफैगी और 'ग्रे गू' परिदृश्य, कृत्रिम आणविक असेंबलरों की भांति, अभी भी काल्पनिक प्रौद्योगिकियों पर आधारित होती हैं जिन्हें अभी तक प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित नहीं किया गया है।
यह भी देखें
- नैनोजैव प्रौद्योगिकी
- आण्विक मशीन
- जैवनैतिकता
- जैवसुरक्षा
- जैवसुरक्षा
- जैवप्रौद्योगिकी
- पारिस्थितिकी संहार
- इकोफैगी
- सांता क्लॉज़ मशीन
- 3 डी प्रिंटिग
- कल्पना में नैनो टेक्नोलॉजी
संदर्भ
- ↑ "Productive Nanosystems: A Technology Roadmap" (PDF). Foresight Institute.
- ↑ "Value of 2008 British Pounds today - Inflation calculator". Inflation Tool. Retrieved September 5, 2021.
- ↑ "वेब पर अनुदान". Archived from the original on November 4, 2011.
- ↑ 4.0 4.1 "C&En: Cover Story - Nanotechnology".
- ↑ Lewandowski, Bartosz; De Bo, Guillaume; Ward, John W.; Papmeyer, Marcus; Kuschel, Sonja; Aldegunde, María J.; Gramlich, Philipp M. E.; Heckmann, Dominik; Goldup, Stephen M. (2013-01-11). "एक कृत्रिम लघु-अणु मशीन द्वारा अनुक्रम-विशिष्ट पेप्टाइड संश्लेषण". Science (in English). 339 (6116): 189–193. Bibcode:2013Sci...339..189L. doi:10.1126/science.1229753. ISSN 0036-8075. PMID 23307739. S2CID 206544961.
- ↑ De Bo, Guillaume; Gall, Malcolm A. Y.; Kuschel, Sonja; Winter, Julien De; Gerbaux, Pascal; Leigh, David A. (2018-04-02). "एक कृत्रिम आणविक मशीन जो एक असममित उत्प्रेरक बनाती है". Nature Nanotechnology (in English). 13 (5): 381–385. Bibcode:2018NatNa..13..381D. doi:10.1038/s41565-018-0105-3. ISSN 1748-3395. PMID 29610529. S2CID 4624041.
- ↑ Li, J.; Ballmer, S. G.; Gillis, E. P.; Fujii, S.; Schmidt, M. J.; Palazzolo, A. M. E.; Lehmann, J. W.; Morehouse, G. F.; Burke, M. D. (2015). "एक स्वचालित प्रक्रिया का उपयोग करके कई अलग-अलग प्रकार के कार्बनिक छोटे अणुओं का संश्लेषण". Science. 347 (6227): 1221–1226. Bibcode:2015Sci...347.1221L. doi:10.1126/science.aaa5414. PMC 4687482. PMID 25766227.
- ↑ Kassem, S.; Lee, A. T. L..; Leigh, D. A.; Marcos, V.; Palmer, L. I.; Pisano, S. (2017). "प्रोग्रामयोग्य आणविक मशीन के साथ स्टीरियोडिवर्जेंट संश्लेषण". Nature. 549 (7672): 374–378. Bibcode:2017Natur.549..374K. doi:10.1038/nature23677. PMID 28933436. S2CID 205259758.
- ↑ Kelly, T. R.; Snapper, M. L. (2017). "एक आणविक असेंबलर". Nature. 549 (7672): 336–337. doi:10.1038/549336a. PMID 28933435.
- ↑ "Nanofactory Collaboration".
- ↑ "Nanofactory Technical Challenges".
- ↑ "Nanotechnology: Grey Goo is a Small Issue". Archived from the original on 2014-08-29. Retrieved 2007-08-21.
- ↑ Gall, John, (1986) Systemantics: How Systems Really Work and How They Fail, 2nd ed. Ann Arbor, MI : The General Systemantics Press.
- ↑ "Foresight Guidelines on Molecular Nanotechnology".
- ↑ "Kinematic Self-Replicating Machines".
- ↑ "Institute for Molecular ManufacturingDebate About Assemblers — Smalley Rebuttal".
- ↑ Future Technologies, Today's Choices Archived 2006-04-14 at the Wayback Machine Nanotechnology, Artificial Intelligence and Robotics; A technical, political and institutional map of emerging technologies. A report for the Greenpeace Environmental Trust
- ↑ "Nanoscience and nanotechnologies:opportunities and uncertainties". Archived from the original on 2018-07-03. Retrieved 2006-06-16.
- ↑ Council, National Research; Sciences, Division on Engineering Physical; Board, National Materials Advisory; Initiative, Committee to Review the National Nanotechnology (2006). A Matter of Size: Triennial Review of the National Nanotechnology Initiative - The National Academies Press. doi:10.17226/11752. ISBN 978-0-309-10223-0.
बाहरी संबंध
- Molecular Dynamics Studio (2016) free open-source multi-scale modeling and simulation program for nano-composites with special support for structural DNA nanotechnology (originally Nanoengineer-1 by Nanorex)
- Nano-Hive: Nanospace Simulator (2006) free software for modeling nanotech entities
- Foresight Guidelines for Responsible Nanotechnology Development (2006) of molecular manufacturing technologies
- Center for Responsible Nanotechnology (2008)
- Molecular Assembler website (2008)
- Rage Against the (Green) Machine (2003) in Wired
- Government launches nano study UK EducationGuardian, 11 June 2003
- Unraveling the Big Debate over Small Machines (2004) from BetterHumans.com
- Design considerations for an assembler (1995) by Ralph Merkle
- Kinematic Self-Replicating Machines — online technical book: first comprehensive survey of molecular assemblers (2004) by Robert Freitas and Ralph Merkle
- Design of a Primitive Nanofactory (2003)
- Video - Nanofactory in Action (2006)
- Nanofactory technology
- Review of Molecular Manufacturing
- Integrated Nanosystems for Atomically Precise Manufacturing — United States Department of Energy Workshop – August 5–6, 2015
