कालिकट विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने संधारणीय नैनोकल्स्टर विकसित किए
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
यह विकास नैनो-विज्ञान (nanoscience) और संधारणीय तकनीक (sustainable technology) में भारत की बढ़ती अनुसंधान क्षमताओं को रेखांकित करता है। अत्यधिक कुशल LEDs के लिए गैर-विषाक्त और लागत प्रभावी नैनोक्लस्टर्स का उपयोग पर्यावरण के अनुकूल इलेक्ट्रॉनिक्स के वैश्विक रुझानों के अनुरूप है, जो ई-कचरे (e-waste) की विषाक्तता और सामग्री लागत को कम करता है। यह इसे GS3 (विज्ञान और प्रौद्योगिकी) के विषयों, जैसे नैनोटेक्नोलॉजी के अनुप्रयोग और ऊर्जा संरक्षण के लिए अत्यधिक प्रासंगिक बनाता है।
सारांश
कालीकट विश्वविद्यालय (University of Calicut) के शोधकर्ताओं ने परमाणु रूप से सटीक स्वर्ण-ताम्र मिश्र धातु नैनोक्लस्टर्स (atomically precise gold-copper alloy nanoclusters) का उपयोग करके अगली पीढ़ी की लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) तकनीक में एक महत्वपूर्ण सफलता हासिल की है। यह नवीन, समाधान-आधारित निर्माण प्रक्रिया पर्यावरण के अनुकूल है, जो जहरीले या महंगे होस्ट मैटेरियल्स की आवश्यकता को समाप्त करती है। 12.6% की बाहरी क्वांटम दक्षता (external quantum efficiency) के साथ शुद्ध लाल प्रकाश उत्सर्जित करने वाला यह नवाचार टिकाऊ प्रकाश व्यवस्था, डिस्प्ले तकनीक और बायोमेडिकल इमेजिंग के लिए अत्यंत आशाजनक है। हाई-इम्पैक्ट जर्नल 'Advanced Materials' में प्रकाशित इस परियोजना को DST और SERB के वित्त पोषण तथा IISc, IIT Madras, टाम्परे यूनिवर्सिटी (फिनलैंड) और होक्काइडो यूनिवर्सिटी (जापान) जैसे प्रमुख संस्थानों के सहयोग से पूरा किया गया है।
मुख्य बिंदु
- कालीकट विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने गोल्ड-कॉपर अलॉय नैनोक्लस्टर्स पर आधारित एक सस्टेनेबल और किफायती LED डिवाइस विकसित किया है।
- यह निर्माण विधि पर्यावरण के अनुकूल है, जो पारंपरिक LEDs में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विषैली या महंगी होस्ट सामग्रियों (host materials) के उपयोग से बचती है।
- इस उपकरण में परमाणु रूप से सटीक नैनोक्लस्टर (atomically precise nanoclusters) शामिल हैं, यह शुद्ध लाल प्रकाश उत्सर्जित करता है और 12.6% की उच्च बाहरी क्वांटम दक्षता (external quantum efficiency) दर्ज करता है।
- यह शोध Advanced Materials में प्रकाशित हुआ था और इसे IISc तथा IIT मद्रास के साथ-साथ फिनलैंड और जापान के संस्थानों के साथ अंतरराष्ट्रीय सहयोग के माध्यम से समर्थन प्राप्त हुआ था।
महत्वपूर्ण शब्द
विश्वविद्यालय अनुसंधान और वैज्ञानिक उत्कृष्टता का संवर्धन (PURSE)
विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) की एक प्रमुख योजना, जिसका उद्देश्य उनके वैज्ञानिक आउटपुट के आधार पर प्रदर्शन करने वाले भारतीय विश्वविद्यालयों में अनुसंधान क्षमता और बुनियादी ढांचे को सुदृढ़ करना है।
UPSC context
जीएस पेपर III: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी; उच्च शिक्षा में अनुसंधान के लिए संस्थागत क्षमता निर्माण और सरकारी वित्तपोषण।
विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान बोर्ड (SERB)
विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) के तहत एक वैधानिक निकाय, जिसे विज्ञान और इंजीनियरिंग के उभरते क्षेत्रों में बुनियादी अनुसंधान को बढ़ावा देने और वित्तपोषित करने के लिए 2009 में स्थापित किया गया था।
UPSC context
GS पेपर III: S&T; अनुसंधान एवं विकास (R&D) वित्तपोषण के लिए नोडल एजेंसी और इसकी उत्तराधिकारी संस्था, अनुसंधान नेशनल रिसर्च फाउंडेशन (ANRF)।
विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST)
भारत में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के नए क्षेत्रों को बढ़ावा देने और S&T गतिविधियों के आयोजन तथा समन्वय के लिए एक नोडल एजेंसी के रूप में कार्य करने वाला नोडल मंत्रालय विभाग।
UPSC context
GS पेपर III: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी (S&T); नवाचार को बढ़ावा देने और स्वदेशी तकनीकी विकास में सरकारी विभागों की भूमिका।
स्टार्टअप अनुसंधान अनुदान
SERB द्वारा प्रदान किया जाने वाला एक दो-वर्षीय अनुदान, जो शुरुआती करियर वाले शोधकर्ताओं और पहली बार नियुक्त संकाय सदस्यों को विज्ञान के अग्रणी क्षेत्रों (frontier areas) में स्वतंत्र अनुसंधान करियर स्थापित करने में मदद करता है।
UPSC context
GS पेपर III: S&T; युवा वैज्ञानिकों को सहायता प्रदान करने वाली और नवाचार-आधारित पारिस्थितिकी तंत्र (ecosystem) को बढ़ावा देने वाली सरकारी योजनाएं।
भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc)
उच्च शिक्षा और विज्ञान, इंजीनियरिंग तथा प्रबंधन में अनुसंधान के लिए एक प्रमुख सार्वजनिक अनुसंधान विश्वविद्यालय, जिसे विभिन्न वैश्विक रैंकिंग में लगातार भारत के शीर्ष विश्वविद्यालय के रूप में स्थान दिया गया है।
UPSC context
जीएस पेपर III: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी; सहयोगात्मक उच्च-प्रभाव वाली वैज्ञानिक सफलताओं में प्रमुख राष्ट्रीय संस्थानों की भूमिका।
भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT) मद्रास
चेन्नई में स्थित एक सार्वजनिक तकनीकी और अनुसंधान विश्वविद्यालय, जिसे 'Institute of Eminence' के रूप में मान्यता प्राप्त है और जो औद्योगिक अनुसंधान एवं इंजीनियरिंग नवाचार में अपने योगदान के लिए जाना जाता है।
UPSC context
GS Paper III: S&T; स्वदेशी तकनीक में संस्थागत योगदान और उद्योग-अकादमिक सहयोग।
प्रारंभिक ट्रैप
नैनोस्केल सोने के कण थोक सोने (bulk gold) के समान ही प्रकाशीय गुण (optical properties) और पीला रंग बरकरार रखते हैं।
बल्क गोल्ड पीला होता है, लेकिन नैनोस्केल पर, सरफेस प्लास्मोन रेजोनेंस (surface plasmon resonance) और क्वांटम कन्फाइनमेंट (quantum confinement) के कारण सोना आकार-निर्भर प्रकाशीय गुण (जैसे लाल या नीले रंग की आभा उत्सर्जित करना) प्रदर्शित करता है।
संबंधित अवधारणाएँ
नैनोस्केल पर धातुओं के प्रकाशीय गुण कैसे बदलते हैं?
- सरफेस प्लाज़्मन रेजोनेंस: धातु के नैनोकणों (nanoparticles) में सतह के इलेक्ट्रॉनों का सामूहिक दोलन प्रकाश के विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (wavelengths) को अवशोषित करता है, जो bulk metals की तुलना में उनके दृश्य रंग को मौलिक रूप से बदल देता है।
- क्वांटम कन्फाइनमेंट: जैसे-जैसे कणों का आकार निश्चित सीमाओं से कम होता है, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तर विविक्त (discrete) हो जाते हैं, जिससे नैनो-सामग्री शुद्ध लाल जैसे अत्यधिक विशिष्ट रंगों को उत्सर्जित करने में सक्षम हो जाती है।
अनुसंधान नेशनल रिसर्च फाउंडेशन (ANRF) की मुख्य विशेषताएं क्या हैं?
- SERB का स्थान लेता है: ANRF अधिनियम 2023 ने साइंस एंड इंजीनियरिंग रिसर्च बोर्ड (SERB) को समाहित कर लिया, जिससे ANRF भारत के R&D को रणनीतिक दिशा प्रदान करने वाला नया शीर्ष निकाय बन गया है।
- निजी क्षेत्र का वित्तपोषण: इसका लक्ष्य अपने विशाल ₹50,000 करोड़ के बजट (5 वर्षों में) का लगभग 70% हिस्सा गैर-सरकारी और निजी क्षेत्र के स्रोतों से जुटाना है।
- शीर्ष नेतृत्व: भारत के प्रधानमंत्री ANRF गवर्निंग बोर्ड के पदेन अध्यक्ष होते हैं।
अंतर-विषय पैटर्न
पर्यावरण-अनुकूल इलेक्ट्रॉनिक्स और ई-कचरा नियम
पारंपरिक उन्नत LEDs जहरीले सीसे पर निर्भर हैं। यह गैर-विषैला नैनोक्लस्टर नवाचार भारत के ई-अपशिष्ट (प्रबंधन) नियम, 2022 के तहत खतरनाक पदार्थों में कमी (RoHS) के अधिदेश का सीधे तौर पर समर्थन करता है।
नैनोक्लस्टर के माध्यम से बायोमेडिकल इमेजिंग
प्रकाश व्यवस्था के अलावा, गोल्ड नैनोक्लस्टर की विशिष्ट संदीप्ति (luminescence) और आणविक संवेदनशीलता उन्हें गैर-आक्रामक रोग निदान के लिए अत्यधिक प्रभावी बनाती है, जो नैनोटेक्नोलॉजी को हेल्थ-टेक पाठ्यक्रम के क्षेत्रों से जोड़ती है।
बल्क बनाम नैनो-सामग्रियों के गुण (जैसे, सोने का रंग बदलना) और नवगठित ANRF का शासनादेश 2026 Prelims के लिए प्रमुख लक्ष्य हैं।
संबद्ध PYQ · 5
संबद्ध PYQ · 5
- 2025MainsGS3
How does nanotechnology offer significant advancements in the field of agriculture? How can this technology help to uplift the socio-economic status of farmers?
- 2020MainsGS3
What do you understand by nanotechnology and how is it helping in health sector?
- 2017PrelimsGS1
Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) are used to create digital display in many devices. What are the advantages of OLED displays over Liquid Crystal displays? 1. OLED displays can be fabricated on flexible plastic substrates. 2. Roll-up displays embedded in clothing can be made using OLEDs. 3. Transparent displays are possible using OLEDs. Select the correct answer using the code given below:
- 2021PrelimsGS1
With reference to street-lighting, how do sodium lamps differ from LED lamps? 1. Sodium lamps produce light in 360 degrees but it is not so in the case of LED lamps. 2. As street-lights, sodium lamps have longer life span than LED lamps. 3. The spectrum of visible light from sodium lamps is almost monochromatic while LED lamps offer significant colour advantages in street-lighting. Select the correct answer using the code given below.
- 2022PrelimsGS1
Consider the following statements: 1. Other than those made by humans, nanoparticles do not exist in nature. 2. Nanoparticles of some metallic oxides are used in the manufacture of some cosmetics. 3. Nanoparticles of some commercial products which enter the environment are unsafe for humans. Which of the statements given above is/are correct?
