कैम्ब्रिज के शोधकर्ताओं को एडवांस्ड रिसर्च + इन्वेंशन एजेंसी (एआरआईए) से फंडिंग मिली है, जिसके तहत प्रोटीन को निर्माण-उपकरण की तरह इस्तेमाल कर उन्नत सामग्री तैयार की जाएगी। इसमें ऐसे उच्च-प्रदर्शन चुंबक भी शामिल हैं जिन्हें महंगे दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों की जरूरत नहीं होगी। यह काम एआरआईए के “यूनिवर्सल फैब्रिकेटर्स प्रोग्राम” का हिस्सा है, जो तीन साल की, 50 मिलियन पाउंड की पहल है और 11 शोध टीमों को समर्थन दे रही है।
मुख्य तथ्य
- यह फंडिंग एआरआईए के “यूनिवर्सल फैब्रिकेटर्स प्रोग्राम” से आई है।
- यह कार्यक्रम तीन साल का है और इसका कुल बजट 50 मिलियन पाउंड है।
- प्रोफेसर रोनन डेली कैम्ब्रिज के “प्रोटीन एसपीएआरके” प्रोजेक्ट का नेतृत्व कर रहे हैं।
- यह प्रोजेक्ट दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों के बिना चुंबक उगाने और बैटरी इलेक्ट्रोड विकसित करने का लक्ष्य रखता है।
- कैम्ब्रिज के शोधकर्ता इसी कार्यक्रम के दो अन्य प्रोजेक्टों में भी शामिल हैं।
कैम्ब्रिज के छात्रों और शोधकर्ताओं के लिए इसका क्या मतलब है?
यह फंडिंग कैम्ब्रिज में सामग्री विज्ञान, रसायन विज्ञान और अभियांत्रिकी के संगम पर चल रहे शोध को मजबूत करती है। शोधकर्ताओं के लिए इसका तात्कालिक महत्व यह है कि प्रोटीन-आधारित निर्माण तरीकों पर आधारित एक कार्यक्रम को समर्थन मिल रहा है, जिसका लक्ष्य उन्नत सामग्री को नए तरीके से बनाना है। छात्रों के लिए यह दर्शाता है कि विभागों के बीच सहयोग वाले ऐसे सक्रिय शोध क्षेत्र मौजूद हैं, जो भविष्य के प्रशिक्षण और अनुसंधान साझेदारियों को आकार दे सकते हैं।
इन कैम्ब्रिज टीमों में इंस्टीट्यूट फॉर मैन्युफैक्चरिंग, इंजीनियरिंग विभाग, केमिकल इंजीनियरिंग एंड बायोटेक्नोलॉजी विभाग, यूसुफ हमीद रसायन विज्ञान विभाग और मटेरियल्स साइंस एंड मेटलर्जी विभाग शामिल हैं। परियोजनाओं में एम्स्टर्डम विश्वविद्यालय, लिवरपूल विश्वविद्यालय, वॉशिंगटन विश्वविद्यालय और लीड्स विश्वविद्यालय के सहयोगी भी शामिल हैं, जिससे दुर्लभ-पृथ्वी-रहित चुंबकों और संबंधित सामग्री पर एक व्यापक शोध नेटवर्क बनता है।
- प्रोटीन एसपीएआरके, जिसका नेतृत्व प्रोफेसर रोनन डेली कर रहे हैं, चुंबकीय सामग्री की वृद्धि को दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों के बिना निर्देशित करने के लिए प्रोटीन का उपयोग करता है।
- पीओईएम प्रोटीन-आधारित विधि विकसित कर रहा है, जिससे क्रिस्टल के आकार, रूप और दूरी पर सटीक नियंत्रण के साथ उच्च-प्रदर्शन चुंबक बनाए जा सकें।
- एस-लैटिस स्वयं-इकट्ठा होने वाले प्रोटीन और धातुओं से बड़ी, अत्यधिक व्यवस्थित परतें बना रहा है, जिनका उपयोग फ़िल्ट्रेशन, उत्प्रेरण और कार्बन डाइऑक्साइड रूपांतरण में हो सकता है।
प्रोटीन चुंबक और अन्य सामग्री बनाने में कैसे मदद करते हैं?
वे निर्माण के दौरान मार्गदर्शक और टेम्पलेट की तरह काम करते हैं। कैम्ब्रिज के प्रोटीन एसपीएआरके प्रोजेक्ट में, डिज़ाइन किए गए प्रोटीन और तत्वों वाली सूक्ष्म बूंदों को स्याही-जेट प्रिंटिंग जैसी प्रक्रिया से छिड़ककर और प्रिंट करके सही जगह पर रखा जाता है। फिर प्रोटीन सामग्री को नैनोक्रिस्टल, फ़िल्म और त्रि-आयामी संरचनाओं में बढ़ने, दिशा देने और आकार देने में मदद करते हैं।
यह परियोजना जैव-खनिजीकरण से प्रेरित है—वही प्रक्रिया जिसके जरिए जीव हड्डियों और दाँतों जैसी कठोर सामग्री बनाते हैं—और इसे सतत उत्पादन-श्रृंखला के रूप में अपनाती है। लक्ष्य ऐसा उपयोगी चुंबकीय पदार्थ बनाना है जिसमें दुर्लभ-पृथ्वी इनपुट की जरूरत न हो, साथ ही उन बैटरियों पर भी काम करना है जो तेज़ी से चार्ज हों और अधिक समय तक चलें।
कैम्ब्रिज की परियोजनाओं में कौन शामिल है?
प्रोफेसर रोनन डेली प्रोटीन एसपीएआरके का नेतृत्व कर रहे हैं। कैम्ब्रिज टीम में इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर माइकल डे वोल्डर, प्रोफेसर जॉन ड्यूरल और डॉ. सेबेस्टियन पैटिंसन; केमिकल इंजीनियरिंग एंड बायोटेक्नोलॉजी विभाग की प्रोफेसर लिज़लियाना फ्रुक; और यूसुफ हमीद रसायन विज्ञान विभाग के प्रोफेसर टुओमस नोल्स शामिल हैं।
अन्य वित्तपोषित परियोजनाओं में शामिल कैम्ब्रिज शोधकर्ताओं में डॉ. शिजिंग सुन और डॉ. जुयांग ये शामिल हैं, जबकि पीओईएम पर प्रोफेसर टुओमस नोल्स, जोसी फॉर्सिथ, हन्ना हान और मैक्स गाओ भी काम कर रहे हैं। प्रोफेसर एर्विन रीसनर एस-लैटिस में शामिल हैं, जिसका नेतृत्व एडिनबर्ग विश्वविद्यालय कर रहा है।
दुर्लभ-पृथ्वी-रहित चुंबक क्यों महत्वपूर्ण हैं?
चुंबकों का उपयोग हेडफ़ोन, मोबाइल फ़ोन, मोटरों और पवन टर्बाइनों में होता है। डेली ने कहा कि लगभग सभी चुंबकों में दुर्लभ-पृथ्वी सामग्री शामिल होती है, जिन्हें निकालना महंगा है, जो घटते संसाधन हैं और पर्यावरणीय चुनौतियाँ पैदा करते हैं। कैम्ब्रिज परियोजना का लक्ष्य प्रोटीन की मदद से ऐसे चुंबकीय पदार्थ विकसित करना है, जिनमें पूरी प्रक्रिया के दौरान दुर्लभ-पृथ्वी सामग्री का उपयोग न हो।
यह इसलिए भी महत्वपूर्ण है क्योंकि कार्यक्रम सिर्फ नई सामग्री बनाने तक सीमित नहीं है, बल्कि नए निर्माण तरीकों पर केंद्रित है। एआरआईए का केंद्रीय विचार यह है कि प्रोटीन एक “सार्वभौमिक फैब्रिकेटर” की तरह काम कर सकते हैं, यानी वही जैविक उपकरण अलग-अलग उन्नत सामग्रियों को नियंत्रित तरीके से जोड़ने में मदद कर सकते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
कैम्ब्रिज में एआरआईए फंडिंग किसे समर्थन दे रही है?
यह एआरआईए के “यूनिवर्सल फैब्रिकेटर्स प्रोग्राम” के तहत कैम्ब्रिज से जुड़े तीन प्रोजेक्टों—प्रोटीन एसपीएआरके, पीओईएम और एस-लैटिस—को समर्थन दे रही है। ये प्रोजेक्ट प्रोटीन को चुंबक, इलेक्ट्रोड और अन्य उन्नत सामग्री बनाने के उपकरण के रूप में परख रहे हैं।
यह शोध आगे किस काम आ सकता है?
इन परियोजनाओं से दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों से मुक्त चुंबक, अधिक चार्ज रखने और लंबे समय तक चलने वाली बैटरियाँ, और फ़िल्ट्रेशन, कार्बन डाइऑक्साइड रूपांतरण, स्वच्छ उत्प्रेरण तथा प्रकाश-आधारित तकनीकों के लिए सामग्री विकसित हो सकती है।
