वर्ष 2023 का रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार: क्वांटम डॉट्स और इनके उपयोग

वर्ष 2023 का रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार (2023 Nobel Prize in chemistry) क्वांटम डॉट्स (quantum dots) की खोज और सिंथेसिस के लिए मौंगी जी. बावेंडी, लुईस ई. ब्रूस और एलेक्सी आई. एकिमोव (Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus and Alexei I. Ekimov) को प्रदान किया गया।

इन नैनोकणों का इलेक्ट्रॉनिक्स, एडवांस्ड सर्जरी और क्वांटम कंप्यूटिंग जैसे क्षेत्रों में व्यापक उपयोग है।

क्या हैं क्वांटम डॉट्स?

क्वांटम डॉट्स ऐसे कण होते हैं जो कुछ नैनोमीटर चौड़े होते हैं। जब पदार्थ नैनो-डाइमेंशन्स में सिकुड़ जाता है तो क्वांटम इवेंट्स उत्पन्न होती हैं; ये पदार्थ के आकार से नियंत्रित होते हैं।

रसायन विज्ञान 2023 में नोबेल पुरस्कार विजेताओं ने इतने छोटे कण बनाने में सफलता हासिल की है कि उनके गुण क्वांटम इवेंट्स से निर्धारित होते हैं।

पार्टिकल, जिन्हें क्वांटम डॉट्स कहा जाता है, अब नैनोटेक्नोलॉजी में बहुत महत्व रखते हैं। वे अपने छोटे आकार के कारण यूनिक ऑप्टिकल गुण प्रदर्शित करते हैं।

क्वांटम डॉट्स के गुणों को उनके आकार में परिवर्तित कर बदला जा सकता है। नैनोमीटर के स्केल पर, पदार्थ और पार्टिकल नए गुण और आकार पर निर्भर गुण प्राप्त करने में सक्षम होते हैं क्योंकि इस आकार में क्वांटम भौतिक बल प्रभावी होने लगते हैं। दूसरी ओर, मैक्रोस्कॉपिक स्केल पर, हमारे दैनिक जीवन की तरह, गुरुत्वाकर्षण और क्लासिकल फिजिक्स के नियम प्रभावी होते हैं।

डॉ. एकिमोव रंगीन कांच में आकार पर निर्भर क्वांटम प्रभाव पैदा करने में सफल रहे।

1983 में, डॉ. ब्रूस ने एक कांच के बजाय एक तरल घोल में इसी तरह के क्रिस्टल तैयार किए। इससे शोधकर्ताओं को क्रिस्टल में बेहतर हेरफेर और अध्ययन करने की अनुमति मिली। ये क्रिस्टल अपने आकार में छोटे बदलावों के आधार पर प्रकाश के साथ अलग-अलग तरह से संपर्क करते हैं।

1993 में, डॉ. बावेंडी और उनके सहकर्मियों ने इन क्वांटम डॉट्स को सुनिश्चित आकार और उच्च ऑप्टिकल गुणवत्ता के साथ बनाने के लिए एक तकनीक विकसित की।

क्वांटम डॉट्स के उपयोग

क्वांटम डॉट्स का सबसे आम उपयोगों में से एक कंप्यूटर मॉनिटर और टेलीविजन स्क्रीन को प्रकाश देना है। स्क्रीन के पीछे नीली LEDs इन डॉट्स को उत्तेजित करती हैं, जिससे वे विभिन्न रंगों की रोशनी उत्सर्जित करते हैं। इन रंगों के संयोजन से और भी अधिक रंग और चमक पैदा होती है।

नैनोस्केल-आकार के क्वांटम डॉट्स का उपयोग जैव रसायनज्ञों द्वारा जैविक ऊतकों (biological tissues) को मैप करने के लिए भी किया जाता है।

क्वांटम डॉट्स का उपयोग फोटोवोल्टिक सेल में भी किया जाता है।

कुछ प्रकार के कैंसर उपचार हेतु टार्गेटेड दवा वितरण और अन्य चिकित्सीय उपायों के लिए क्वांटम डॉट्स का उपयोग किय्या जाता है।

नैनोमेडिसिन के क्षेत्र में भी इसका व्यापक उपयोग है।

क्वांटम डॉट्स का उपयोग करेंसी और दस्तावेजों पर सुरक्षा मार्कर के रूप में किया जा सकता है जिससे जाली मुद्रा की पहचान संभव हो पाती है। मोटे तौर पर, इन्हें वस्तुओं को टैग और ट्रैक करने के लिए फ्लोरोसेंट मार्कर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।