‘हरित’ इंटेलिजेंट इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोसिस्टम स्व-स्वतंत्र जीवित जीव की तरह कार्य करता है

मैसाचुसेट्स अम्हर्स्ट विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नए इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोसिस्टम का विकास किया है जो बाहरी ऊर्जा इनपुट के बिना सूचना इनपुट के लिए बुद्धिमानी से प्रतिक्रिया करके स्व-स्वतंत्र जीवित जीव की तरह कार्य करता है। इस माइक्रोसिस्टम के लिए जिम्मेदार नए प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक्स अल्ट्रालो इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल को संसाधित कर सकते हैं और एक ऐसे उपकरण को शामिल कर सकते हैं जो पर्यावरण से “हवा से” बिजली उत्पन्न कर सकता है।

शोध को नेचर कम्युनिकेशन में 7 जून को प्रस्तुत किया गया था।

प्रोटीन नैनोवायर

जुन याओ, जिन्होंने शोध का नेतृत्व किया, इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग (ईसीई) में एक सहायक प्रोफेसर और बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में एक सहयोगी प्रोफेसर हैं। उन्हें डेरेक आर लवली, सूक्ष्मजीव विज्ञान में एक विशिष्ट प्रोफेसर ने ज्वाइन किया था।

माइक्रोसिस्टम में दो मुख्य घटक होते हैं जो प्रोटीन नैनोवायर से बने होते हैं, जो एक “हरित” इलेक्ट्रॉनिक सामग्री है जो नवीकरणीय रूप से उत्पादित होती है। यह कोई “ई-कचरा” नहीं पैदा करता है, और यह प्रणाली भविष्य के हरित इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक नीलाकृति है जो स्थायी जैविक सामग्री से बने होते हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका सेना कombat क्षमता विकास कमान सेना अनुसंधान प्रयोगशाला के अनुसार, जो परियोजना के लिए धन प्रदान करती है, यह एक “स्व-स्थायी माइक्रोसिस्टम” का उत्पादन कर रही है।

तियांडा फू याओ के समूह में एक स्नातक छात्र और प्रमुख लेखक हैं।

“यह इलेक्ट्रॉनिक्स में ‘जीवित’ विशेषताओं को शामिल करने की संभावना का अन्वेषण करने की एक रोमांचक शुरुआत है। मैं आगे विकसित संस्करणों की तलाश में हूं, ”फू ने कहा।

पिछला शोध

टीम पहले से ही इसी तरह के शोध और परियोजनाओं पर काम कर रही थी, जिसमें हाल ही में यह खोज शामिल थी कि प्रोटीन-नैनोवायर-आधारित एयर जनरेटर के साथ पर्यावरण से बिजली उत्पन्न की जा सकती है, जो एक ऐसा उपकरण है जो लगभग सभी वातावरण में लगातार बिजली का उत्पादन कर सकता है।

उस शोध को 2020 मेंनेचरमें प्रकाशित किया गया था।

2020 में, टीम नेपायाकि प्रोटीन नैनोवायर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण के लिए किया जा सकता है जिन्हें मेम्रिस्टर कहा जाता है, जो मस्तिष्क की गणना की नकल कर सकते हैं और जैविक संकेतों के साथ काम कर सकते हैं जो जैविक संकेतों के साथ मेल खाते हैं।

“अब हम दोनों को एक साथ रखें,” याओ ने कहा। “हम माइक्रोसिस्टम बनाते हैं जिसमें एयर-जेन से बिजली का उपयोग सेंसर और सर्किट को चलाने के लिए किया जाता है जो प्रोटीन-नैनोवायर मेम्रिस्टर से बने होते हैं। अब इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोसिस्टम पर्यावरण से ऊर्जा प्राप्त कर सकता है ताकि यह सेंसिंग और गणना का समर्थन कर सके बिना बाहरी ऊर्जा स्रोत (जैसे बैटरी) की आवश्यकता के। इसमें पूर्ण ऊर्जा स्व-स्थिरता और बुद्धिमत्ता है, जैसे कि एक जीवित जीव में स्व-स्वतंत्रता है।”

प्रणाली जीवाणुओं से प्रोटीन नैनोवायर के साथ बनाई जाती है, जिसका अर्थ है कि यह पर्यावरण के अनुकूल है।

“तो दोनों कार्य और सामग्री से, हम एक इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली बना रहे हैं जो अधिक जैव-जैसा या जीवित-जैसा है,” याओ कहते हैं।

अल्बेना इवानिसेविक संयुक्त राज्य अमेरिका सेना कombat क्षमता विकास कमान सेना अनुसंधान प्रयोगशाला में बायोट्रॉनिक्स कार्यक्रम प्रबंधक हैं।

“काम यह दर्शाता है कि एक स्व-स्थायी बुद्धिमान माइक्रोसिस्टम का निर्माण किया जा सकता है,” इवानिसेविक ने कहा। “यूएमएसएस की टीम ने कृत्रिम न्यूरॉन्स के उपयोग को साबित किया है। यह विशेष रूप से रोमांचक है कि प्रोटीन नैनोवायर मेम्रिस्टर पानी के वातावरण में स्थिरता दिखाते हैं और आगे के कार्यों के लिए उपयुक्त हैं। अतिरिक्त कार्यों से न केवल उनकी स्थिरता बढ़ेगी, बल्कि सेंसर और सेना के लिए महत्वपूर्ण संचार मोडलिटी के लिए उनकी उपयोगिता भी बढ़ेगी।”