کراچی:
پاکستانی سائنسدانوں کی ایک ٹیم نے ایک ماحول دوست طریقہ کار کے ذریعے خرچ شدہ چائے سے فلوروسینٹ نینو پارٹیکلز تیار کیے۔ یہ نینو پارٹیکلز مختلف طبی ایپلی کیشنز میں سینسر کی طرح کام کر سکتے ہیں۔
عمبر عباس – نیو کیسل یونیورسٹی، یو کے میں پی ایچ ڈی اسکالر اور آکسفورڈ یونیورسٹی یوکے کے دیگر افراد نے چائے کے فضلے کو گرافین کوانٹم ڈاٹس (GQDs) میں تبدیل کرکے یہ دریافت کی ہے تاکہ پینے کے پانی اور پارکنسنز کے مریضوں میں آئرن کا پتہ لگانے کے لیے ایک انتہائی منتخب سینسر ڈیزائن کیا جاسکے۔
چھوٹے ذرات گرافین سے بنائے گئے ہیں – 2004 میں کاربن کا ایک ایلوٹروپ دریافت ہوا – کاربن ایٹموں کی ایک شیٹ پر مشتمل ہے جسے اسکاچ ٹیپ کے ساتھ گریفائٹ کے ٹکڑے سے اکٹھا کیا جاسکتا ہے۔ اس جادوئی مواد کی دریافت کو نوبل انعام سے نوازا گیا۔ اس وقت تک، مادی سائنس، طب اور دیگر شعبوں میں نئی دریافتوں کے لیے گرافین ایک مثالی مواد ہے۔
دنیا بھر کے سائنس دان اور انجینئرز اب بھی مطلوبہ نتائج کے لیے گرافین کو ٹھیک کرنے میں مصروف ہیں۔ مثال کے طور پر، مارچ 2018 میں، میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (MIT) میں پابلو Jarillo-Herrero نے پایا کہ جب گرافین کی ایک ایٹم موٹی شیٹ کو ہلکے موڑ کے ساتھ دوسرے پر رکھا جاتا ہے، تو مواد انتہائی چالکتا کو ظاہر کرتا ہے۔ اسی طرح، GQDs میں فلوروسینس کی جستجو نے ٹیم کو کچھ مزید تبدیلیاں کرنے پر مجبور کیا۔
ٹیم ذرات کو چمکانا چاہتی تھی، لیکن گرافین میں کوئی بینڈ گیپ یا توانائی کا فرق نہیں ہے۔ تاہم عباس اور ساتھیوں نے اس مسئلے کو حل کرنے کا ایک اور طریقہ کامیابی سے آزمایا۔
“گرافین کے ساتھ چیلنجوں میں سے ایک صفر بینڈ گیپ ہے جو اس کے آپٹیکل اخراج اور فلوروسینس فیلڈ میں استعمال کو محدود کرتا ہے۔ اس مقصد کے لیے، میں نے گرافین شیٹ کو چھوٹے چھوٹے ٹکڑوں میں کاٹ کر اس چیلنج کو حل کیا اور اس لیے اس میں بینڈ گیپ متعارف کرایا۔ نتیجے کے طور پر، گرافین کے چھوٹے چھوٹے ٹکڑوں نے فلورسنگ شروع کردی،” عمبر عباس نے بتایا ایکسپریس ٹریبیونانہوں نے مزید کہا کہ ہمارا بنیادی مقصد کم لاگت کا جدید مواد تیار کرنا تھا، لہذا ہم نے ‘استعمال شدہ کالی چائے’ کو ضائع کرنے سے شروع کیا۔
گرافین کوانٹم ڈاٹس کی ترکیب
کالی چائے کے فضلے کو سب سے پہلے 500 ° C پر ہیٹ ٹریٹمنٹ کے ذریعے بلیک چار میں تبدیل کیا گیا۔ حاصل شدہ چار کا مزید علاج ایک کیمیکل (آکسون) کی موجودگی میں 200-250 ° C پر ہائی پریشر بند برتن میں کیا گیا۔ رد عمل کی تکمیل کے بعد، مرکب کو گرافین کے چھوٹے ٹکڑوں کو الگ کرنے کے لیے فلٹر کیا گیا۔ فلٹریٹ مائع میں نانوسیڈ گرافین کی چادریں تھیں جو فلورسنگ شروع ہوگئیں۔ اب، نقطے فلوروسینس پیدا کرنے کے قابل ہیں جو ظاہر کرتا ہے کہ مواد میں ایک بینڈ گیپ پیدا ہوتا ہے۔ لہذا، ٹیم نے کامیابی کے ساتھ GQDs کو ایک قابل عمل سینسنگ مواد میں تبدیل کیا۔
یہ بھی پڑھیں: پاکستانی اور آسٹریلوی سائنسدانوں نے پانی سے مائیکرو پلاسٹک کو نکالنے کے لیے ‘مقناطیسی پاؤڈر’ تیار کر لیا
اگلے مرحلے میں سائنس دانوں نے جدید ترین آلات جیسے ٹرانسمیشن (اور ہائی ٹرانسمیشن) الیکٹران مائیکروسکوپی (TEM)، اٹامک فورس مائیکروسکوپی (AFM) اور فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ (Fourier-transform infrared) کا استعمال کرتے ہوئے نانوڈوٹس کی ساخت، سائز، معیار اور دیگر خصوصیات کی تصدیق کی۔ FTIR) سپیکٹروسکوپی۔
نیلی روشنی
پورے معیاری ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ ایک نقطے کا سائز 1 سے 5 نینو میٹر ہے جس کی موٹائی ایک نینو میٹر ہے۔ وہ اتنے چھوٹے ہیں کہ ایک بلین اس طرح کے نقطے ایک شیٹ پر کھینچی گئی ایک میٹر کی واحد لائن میں پیچھے سے پیچھے فٹ ہوجائیں گے اور اسی وجہ سے انہوں نے نینو – ایک میٹر کا ایک اربواں حصہ – ذرات کہا۔
اب، GQDs نیلے رنگ کی مضبوط روشنی کی بنیاد پر آئرن یا اس کی حالتوں کی موجودگی کا پتہ لگانے کے قابل ہیں اور ایک سینسر میں تبدیل ہو گئے ہیں۔ لوہے کی موجودگی GQDs کے فلوروسینس کو فوری طور پر بند کر دیتی ہے۔ گرافین کوانٹم ڈاٹس کو محلول میں تحلیل ہونے والی 17 مختلف دھاتوں کے آئنوں کے لیے ٹیسٹ کیا گیا اور انھوں نے آئرن کی موجودگی میں سب سے زیادہ سوئچ آف ردعمل ظاہر کیا۔ اس طرح ان کے پاس حیاتیاتی یا ماحولیاتی نظام میں لوہے کی کھوج کا ایک امید افزا مستقبل ہے۔
ہم جانتے ہیں کہ دماغ میں آئرن کا غیر معمولی جمع ہونا علمی زوال کو بڑھاتا ہے اور الزائمر کی بیماری کا باعث بن سکتا ہے۔ پانی اور ماحولیاتی نظام میں آئرن کا جمع ہونا بھی نقصان دہ ہے۔ نئے وضع کردہ GQDs بہت سے ایپلی کیشنز میں آئرن کا پتہ لگانے کے لیے اہم ہو سکتے ہیں۔
دوسری طرف، ذرات کو سبز، تیزاب سے پاک اور کم لاگت کے ساتھ خام مال کے ساتھ بنایا گیا ہے جو کہ وافر مقدار میں ہے یعنی استعمال شدہ چائے۔
نتائج نینو میٹریلز میں شائع کیے گئے ہیں – ایک اوپن سورس ریسرچ اشاعت۔
