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सामान्य अध्ययन-3: विज्ञान और प्रौद्योगिकी- विकास और उनके अनुप्रयोग तथा दैनिक जीवन पर प्रभाव
संदर्भ: हाल ही में, वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि ग्रेफाइटिक कार्बन नाइट्राइड (g-C₃N₄) नामक एक विशेष नैनो सामग्री इलेक्ट्रोड, लेजर या चुंबक की आवश्यकता के बिना मस्तिष्क कोशिकाओं को उत्तेजित कर सकती है।
अन्य संबंधित जानकारी
• यह अग्रणी शोध सहकर्मी-समीक्षित पत्रिका ACS एप्लाइड मैटेरियल्स एंड इंटरफेसेस में प्रकाशित हुआ है।
• ACS एप्लाइड मैटेरियल्स एंड इंटरफेसेस में प्रकाशित निष्कर्ष बताते हैं कि ग्रेफाइटिक कार्बन नाइट्राइड मस्तिष्क की अपनी विद्युत गतिविधि का उपयोग करके न्यूरॉन वृद्धि, परिपक्वता और संचार को बढ़ावा देता है।
मुख्य निष्कर्ष
• ये निष्कर्ष मस्तिष्क संबंधी रोगों जैसे पार्किंसंस और अल्जाइमर के उपचार के लिए एक आशाजनक गैर-आक्रामक विकल्प प्रस्तुत करते हैं, जो वैश्विक स्तर पर वृद्ध होती आबादी के साथ बढ़ रहे हैं।
• इस पदार्थ ने प्रयोगशाला में विकसित मस्तिष्क जैसे कोशिकाओं में डोपामाइन उत्पादन को बढ़ाया और पशु मॉडल में पार्किंसंस रोग से जुड़े विषाक्त प्रोटीन को कम किया।
• ग्रैफिटिक कार्बन नाइट्राइड स्वाभाविक रूप से न्यूरॉन्स (तंत्रिका कोशिकाओं) के साथ “क्रिया-प्रतिक्रिया” कर सकता है।
- जब इसे तंत्रिका कोशिकाओं के पास रखा जाता है, तो यह मस्तिष्क के वोल्टेज सिग्नलों के प्रति प्रतिक्रिया स्वरूप सूक्ष्म विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है।
- ये विद्युत क्षेत्र न्यूरॉन्स पर कैल्शियम चैनल खोलते हैं, जिससे कोशिकाओं की वृद्धि होती है और उनके बीच कनेक्शन मजबूत होते हैं, वह भी किसी बाहरी उपकरण की आवश्यकता के बिना।
संभावित अनुप्रयोग
• तंत्रिका चिकित्सा: इसे न्यूरोडीजेनेरेटिव (तंत्रिका क्षय) रोगों वाले मरीजों में खोई हुई कार्यक्षमताओं को पुनर्स्थापित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
• ब्रेन–कंप्यूटर इंटरफेस (BCIs): यह अगली पीढ़ी के BCIs विकसित करने के लिए एक सुरक्षित और न्यूनतम आक्रामक मार्ग प्रदान करता है।
• दवा मुक्त उत्तेजना: यह कुछ मस्तिष्क संबंधी स्थितियों के लिए दवाओं पर निर्भरता को कम करता है।
पारंपरिक विधियों पर फायदे
• गैर-आक्रामक: यह डीप ब्रेन स्टिमुलेशन से जुड़ी शल्य चिकित्सा जोखिमों को समाप्त करता है।
• लागत प्रभावी: यह इलेक्ट्रोड या चुंबक आधारित उपकरणों की तुलना में संभावित रूप से सस्ता है।
• विस्तार योग्य: इसे भविष्य में बड़े पैमाने पर क्लिनिकल उपयोग के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।
ग्रैफिटिक कार्बन नाइट्राइड (g-C₃N₄)
• पहचान: इसे विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) के तहत एक स्वायत्त संस्था, इंस्टीट्यूट ऑफ़ नैनो साइंस एंड टेक्नोलॉजी (INST) के वैज्ञानिकों द्वारा पहचाना गया है।
• संरचना: यह एक स्टैक्ड दो-आयामी पदार्थ है, जिसमें ट्राइस-ट्रायजाइन आधारित पैटर्न होते हैं, और इसमें कार्बन तथा नाइट्रोजन परमाणु शामिल होते हैं।
• इलेक्ट्रॉनिक गुण: यह इलेक्ट्रॉन-समृद्ध है, जहाँ नाइट्रोजन परमाणु वैलेंस बैंड में योगदान देते हैं और कार्बन/नाइट्रोजन परमाणु कंडक्शन बैंड में योगदान करते हैं, जिससे दृश्य प्रकाश का अवशोषण संभव होता है।
• स्थिरता: इसमें उच्च भौतिक, रासायनिक और तापीय स्थिरता के साथ-साथ उच्च घर्षण प्रतिरोध और कठोरता होती है।