पिछले ब्लॉग में हमने ऑप्टिकल कम्युनिकेशन की विभिन्न श्रेणियों के बारे में बात की थी जो डेटा ट्रांसमिशन के लिए एलईडी लाइट्स का उपयोग करती है, जिसे "लाइट फिडेलिटी" के नाम से जाना जाता है। इस ब्लॉग में हम संचार क्षेत्र में एक और आगामी तकनीक पर चर्चा करने जा रहे हैं जिसे आणविक संचार कहा जाता है।
आज तक संचार के तरीके इलेक्ट्रोमैग्नेटिक और ध्वनिक तरंगों, कॉपर वायर्स, ऑप्टिकल फाइबर्स और अन्य घटकों का उपयोग करते हैं। हालांकि, संचार का एक और तरीका है जिसके बारे में हम में से कई नहीं जानते। जैविक प्रणालियों में होने वाला संचार। सभी जैविक प्रणालियाँ अणुओं, कोशिकाओं, ऊतकों, जीवों, आबादी, माइक्रोबायोम, पारिस्थितिकी तंत्र आदि सभी स्तरों पर परस्पर संचार करने वाले तत्वों के नेटवर्क हैं।
जैविक प्रणालियों की इस संचार विधि का ज्ञान ही इस नई संचार तकनीक के आविष्कार का आधार बना जिसे आणविक संचार कहा जाता है।
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आणविक संचार क्या है?
आणविक संचार एक नैनो नेटवर्क डिजाइन रणनीति है जो नैनो-स्केल संचार प्रणालियों के वास्तविक डिजाइन और नियंत्रण की दिशा में काम करती है। यह नैनो मशीनों के बीच कम दूरी (दसियों माइक्रोमीटर) पर संचार का तंत्र है जो संदेशों को डिजिटल रूप से एन्कोड करने के लिए एक चयनित प्रकार के अणु की उपस्थिति या अनुपस्थिति का उपयोग करता है।
आणविक संचार सुरंगों, पाइपलाइनों या अप्रत्याशित पानी के नीचे के वातावरण के अंदर नेटवर्क में संचार के लिए उपयोगी होगा। पूर्वोक्त वातावरण में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक संचार चुनौतीपूर्ण है क्योंकि एंटीना आकार और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिग्नल की तरंगदैर्ध्य के अनुपात जैसे प्रतिबंधों के कारण।
आणविक संचार अणुओं के माध्यम से निर्दिष्ट गंतव्य तक जानकारी प्रसारित करके किया जाता है। इस तकनीक को सेलुलर और सबसेलुलर स्तर पर उन सभी तंत्रों पर बढ़त हासिल है जो पहले से ही संचार के लिए अणुओं के उत्सर्जन का उपयोग कर रहे हैं।
कार्य का मूल सिद्धांत
नैनो नेटवर्क नैनो मशीनों का अंतर्संबंध है। नैनो मशीनें जैविक या कृत्रिम रूप से बनाए गए नैनो-स्केल डिवाइस या घटक हैं जो अपने निकटतम वातावरण में केवल बहुत सरल कम्प्यूटेशन, सेंसिंग या एक्चुएशन के कार्य करने में सक्षम हैं। ये बिल्डिंग ब्लॉक्स की तरह हैं जो अधिक जटिल कार्यों को करने और विभिन्न स्थानीय जानकारी साझा करने के लिए सहयोग करते हैं। नैनो मशीनों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
- जैविक नैनो मशीनें
- कृत्रिम नैनोमशीनें
आणविक संचार में प्रेषक नैनो मशीनें, रिसीवर नैनो मशीनें, वाहक अणु, सूचना अणु और वह वातावरण होता है जिसमें ये काम करते हैं। प्रेषक और रिसीवर जैविक और कृत्रिम रूप से निर्मित बायो-नैनो मशीनें हैं जिनमें सूचना अणुओं को उत्सर्जित करने और पकड़ने की क्षमता होती है। सूचना डेटा को प्रेषक से रिसीवर तक वाहकों द्वारा ले जाया जाता है। इस प्रणाली में वाहक आणविक मोटर, हार्मोन या न्यूरोट्रांसमीटर हैं। चूंकि आणविक संचार जैविक प्रणाली में काम करता है, इसलिए ले जाने वाली जानकारी प्रोटीन, आयन या डीएनए होती है। वातावरण जलीय घोल है जो कोशिकाओं के भीतर और बीच में पाया जाता है।
आणविक संचार के कार्य में 5 चरण निम्नलिखित हैं:
- एन्कोडिंग - यह वह चरण है जिसमें स्रोत या प्रेषक बायो-नैनो मशीन सूचना को सूचना अणुओं में एन्कोड करता है जिसे रिसीवर बायो-नैनो मशीन द्वारा पहचाना जाता है।
- भेजना - यह वह चरण है जिसके द्वारा एक प्रेषक बायो-नैनो मशीन इन सूचना अणुओं को वातावरण में उत्सर्जित करती है। यह प्रेषक बायो-नैनो मशीन से सूचना अणुओं को अनबाइंड करके किया जाता है।
- प्रसार - प्रसार एक सामान्य विधि है जो सभी संचार तकनीकों में मौजूद है। प्रसार वह चरण है जिसमें सूचना स्रोत से गंतव्य तक जाती है। यह आणविक संचार के लिए भी समान है जहां सूचना अणु प्रेषक बायो-नैनो मशीन से माध्यम के माध्यम से रिसीवर बायो-नैनो मशीन तक जाते हैं।
- प्राप्त करना - जैसा कि शब्द से निहित है, यह वह चरण है जिसमें रिसीवर बायो-नैनो मशीन बायो-नैनो मशीनों के वातावरण में प्रसारित सूचना अणुओं को पकड़ती है।
- डिकोडिंग - एन्कोडिंग और डिकोडिंग संचार विधियों में सबसे महत्वपूर्ण चरण हैं। आणविक संचार में डिकोडिंग के दौरान रिसीवर बायो-नैनो मशीन सूचना अणुओं को पकड़ती है, प्राप्त अणुओं को एक रासायनिक प्रतिक्रिया में डिकोड करती है।
अनुप्रयोग
यह संचार पूरी तरह से एक नई अवधारणा है और बायो नैनोटेक्नोलॉजी में कई नए अनुप्रयोगों को संभावित रूप से सक्षम करेगा। आणविक संचार के कुछ संभावित भविष्य के उपयोग हैं:
- सूचना प्रौद्योगिकी - यह संचार तकनीक बायो-नैनो मशीनों को एकीकृत करके वर्तमान सिलिकॉन-आधारित विद्युत प्रणालियों को आगे बढ़ाने में मदद कर सकती है। उदाहरण के लिए - भविष्य में मोबाइल में मानव शरीर से रक्त और पसीने के रूप में प्राप्त जैव रासायनिक संकेतों के ऑन-चिप विश्लेषण के लिए ये बायो-नैनो मशीनें हो सकती हैं।
- ड्रग डिलीवरी सिस्टम - इस तरह की संचार तकनीक का सबसे आशाजनक उपयोग चिकित्सा क्षेत्र में देखा जा रहा है। आणविक संचार ड्रग कैरियर प्रदान कर सकता है और दवाओं को उस तरीके से वितरित करने के तंत्र भी जो जैविक प्रणालियों के अनुकूल हों। मानव शरीर में बायो-नैनो मशीन प्रेषकों को प्रत्यारोपित किया जा सकता है जो दवा या डीएनए का उत्सर्जन करें।
- माइक्रो-इलेक्ट्रोकेमिकल सिस्टम -
इस डोमेन का उद्देश्य लैब-ऑन-ए-चिप जैसे छोटे पैमाने के सिस्टम विकसित करना है। लैब-ऑन-ए-चिप उभरती हुई तकनीक है जो एक छोटे चिप पर जैव रासायनिक विश्लेषण और संश्लेषण संचालन जैसे सेल विश्लेषण और रक्त निदान को एकीकृत करती है। यह एक ही चिप पर अणुओं के हेरफेर जैसी कार्यक्षमता प्रदान करता है जैसे अणुओं को विशिष्ट स्थानों तक ले जाना, दो प्रकार के अणुओं को एक दूसरे के साथ मिलाना और मिश्रण से एक विशेष प्रकार के अणु को अलग करना। - पर्यावरण और विनिर्माण - हालांकि इसके लिए कोई परीक्षित प्रणाली नहीं है। लेकिन वैज्ञानिक इस तकनीक का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए पर्यावरण की निगरानी के लिए करने की योजना बना रहे हैं जैसे अपशिष्ट नियंत्रण, प्रदूषण नियंत्रण, ग्लोबल वार्मिंग आदि। वे विनिर्माण उद्योग में पैटर्न और संरचना निर्माण में इसके उपयोग के तरीके खोजने पर भी प्रयोग कर रहे हैं।
यह तकनीक संचार क्षेत्र में एक पूरी तरह से नया प्रतिमान है। विभिन्न क्षेत्रों में इसके सकारात्मक अनुप्रयोग के बारे में जानने के लिए शोध किया जा रहा है। चिकित्सा निश्चित रूप से इससे लाभान्वित होने वाला क्षेत्र है क्योंकि यह प्रकृति में जैविक और नैनो दोनों है। चूंकि हम सभी जानते हैं कि नैनोटेक्नोलॉजी भविष्य का अविभाज्य हिस्सा है और आणविक तकनीक नैनो मशीनों के बीच संचार के बारे में है, मुझे लगता है कि यह जल्द ही विकास की गति पकड़ेगा और हम जल्द ही इसका उपयोग करने वाले सिस्टम देख पाएंगे।
