एलसीडी हर जगह हैं. इनका उपयोग अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है, जैसे सेल फोन स्क्रीन, वीडियो गेम कंसोल, कार डैशबोर्ड और चिकित्सा उपकरण। इन तरल पदार्थों के अद्वितीय गुणों के कारण, यदि लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो वे रंग उत्पन्न करते हैं: उनके आकार को पुनर्व्यवस्थित करते हैं और वे प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को प्रतिबिंबित करते हैं।
अब, चाइनेडम ओसुजी की प्रयोगशाला में शोधकर्ताओं, एडुआर्डो डी. ग्रांट प्रेसिडेंशियल प्रोफेसर और केमिकल और बायोमोलेक्यूलर इंजीनियरिंग विभाग के अध्यक्ष ने पाया है कि ये असाधारण क्रिस्टल और भी अधिक करने में सक्षम हो सकते हैं। सही परिस्थितियों में, लिक्विड क्रिस्टल आश्चर्यजनक संरचनाओं में संघनित हो जाते हैं, स्वचालित रूप से फिलामेंट्स और फ्लैट डिस्क बनाते हैं जो जटिल जैविक प्रणालियों की तरह सामग्री को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जा सकते हैं। यह अंतर्दृष्टि सामग्रियों को इकट्ठा करने, सेलुलर गतिविधि को मॉडलिंग करने और बहुत कुछ करने के नए तरीकों को जन्म दे सकती है।
"यह एक कन्वेयर बेल्ट नेटवर्क की तरह है, और यह सतह पर बहुत यथार्थवादी दिखने वाली किसी चीज़ का मौका अवलोकन था - यह पहला सुराग था कि यह कुछ अधिक सामान्य और दिलचस्प हो सकता है," क्रिस्टोफर ब्राउन, ओसुजी की प्रयोगशाला में एक पोस्टडॉक्टरल फेलो और हाल ही में नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (पीएनएएस) की कार्यवाही में प्रकाशित खोज का वर्णन करने वाले एक पेपर के सह-प्रथम लेखक ने कहा।
ब्राउन और ओसुजी अब पदार्थ की संरचना पर अनुसंधान के लिए प्रयोगशाला (एलआरएसएम) में रखे गए एनएसएफ-समर्थित अंतःविषय समूह के सदस्य हैं, जिसका नेतृत्व पेरेलमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन में कोशिका और विकासात्मक जीव विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर मैथ्यू गुड और कॉलेज ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर एलिजाबेथ रोड्स करते हैं, जो जैविक और अजैविक प्रणालियों में संक्षेपण गठन का अध्ययन कर रहे हैं।
प्रारंभ में, ओसुजी की प्रयोगशाला ने मेसोफ़ेज़ पिच का अध्ययन करने के लिए एक्सॉन मोबिल कॉर्प के साथ काम किया, एक पदार्थ जिसका उपयोग फॉर्मूला वन रेसिंग कारों और हाई-एंड टेनिस रैकेट जैसे उच्च शक्ति वाले कार्बन फाइबर विकसित करने के लिए किया जाता था। ओसुजी ने कार्बन फाइबर के रासायनिक अग्रदूतों के बारे में कहा, "ये सामग्रियां लिक्विड क्रिस्टल हैं।" "या बल्कि, प्रसंस्करण के दौरान, वे अपने अस्तित्व के दौरान कुछ समय के लिए लिक्विड क्रिस्टल बने रहते हैं।" विभिन्न तापमानों पर कंडेनसेट पर प्रयोग करते समय, ओसुडेरा की प्रयोगशाला में एक अन्य पोस्टडॉक और कागज पर सह-प्रथम लेखक युमा मोरीमित्सु ने सामग्री के असामान्य व्यवहार पर ध्यान दिया।
आम तौर पर, यदि दो अमिश्रणीय (यानी, अमिश्रणीय) तरल पदार्थों को एक साथ लाया जाता है और फिर उन्हें मिश्रण करने के लिए मजबूर करने के लिए पर्याप्त उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, यदि मिश्रण को ठंडा किया जाता है, तो कुछ बिंदु पर मिश्रण अलग हो जाएगा या "डीमिक्स" हो जाएगा। आमतौर पर, यह बूंदों के निर्माण के माध्यम से होता है जो एक अलग परत में एकत्रित हो जाते हैं, जैसे कि यदि आप तेल और पानी को एक साथ मिलाते हैं, तो आप पानी के ऊपर तेल की एक परत के साथ समाप्त हो जाएंगे।
इस मामले में, लिक्विड क्रिस्टल - 4'-साइनो-4-डोडेसिलोक्सीबिफेनिल (जिसे 12OCB के रूप में भी जाना जाता है) - एक रंगहीन तेल, स्क्वालेन से अलग होने पर स्वचालित रूप से एक अत्यधिक अनियमित संरचना बन गई। "जब तरल क्रिस्टल चरण प्रणाली में अन्य घटकों से अलग हो जाते हैं, तो बूंदें बनाने के बजाय, वे संरचनाओं का एक झरना बनाते हैं, जो इन फिलामेंट्स से शुरू होते हैं जो तेजी से बढ़ते हैं और फिर संरचनाओं का एक और सेट बनाते हैं - जिन्हें हम उभरी हुई डिस्क या फ्लैट बूंदें कहते हैं," ओसुजी ने कहा।
प्रणाली को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने माइक्रोन पैमाने या मीटर के दस लाखवें हिस्से पर तरल क्रिस्टल की गति का निरीक्षण करने के लिए शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया, जो मानव बाल की चौड़ाई के बराबर है। ओसुजी याद करते हैं, "पहली बार जब हमने इन संरचनाओं को देखा, तो शीतलन दर बहुत अधिक थी, जिससे तरल क्रिस्टल एक साथ संघनित हो गए।" "केवल शीतलन दर को धीमा करके और इसे और बढ़ाकर शोधकर्ताओं को एहसास हुआ कि तरल क्रिस्टल स्वचालित रूप से जैविक प्रणालियों की याद दिलाने वाली संरचनाएं बना रहे थे।"
दिलचस्प बात यह है कि ब्राउन ने पाया कि कई शोधकर्ता दशकों पहले इसी तरह के व्यवहार को देखने के करीब आए थे, लेकिन जिन प्रणालियों का उन्होंने अध्ययन किया उनमें या तो विशेष रूप से स्पष्ट व्यवहार नहीं था या जो चल रहा था उसे देखने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी की कमी थी।
ब्राउन के लिए, इस परिणाम का सबसे रोमांचक पहलू यह है कि यह कई पारंपरिक रूप से अलग किए गए क्षेत्रों को एक साथ लाता है: सक्रिय पदार्थ अनुसंधान का क्षेत्र, जो जैविक प्रणालियों का अध्ययन करता है जो सामग्रियों को परिवहन करता है और गति उत्पन्न करता है, और स्व-संयोजन और चरण व्यवहार का क्षेत्र, जो उन सामग्रियों का अध्ययन करता है जो अपने आप नई संरचनाएं उत्पन्न कर सकते हैं और चरण बदलने पर अलग-अलग व्यवहार कर सकते हैं। यह एक नये प्रकार की सक्रिय सामग्री प्रणाली है।
उन्होंने और ओसुजी ने यह भी नोट किया कि निष्कर्षों का उपयोग जैविक प्रणालियों को बेहतर ढंग से समझने या सामग्री बनाने के लिए मॉडल बनाने के लिए किया जा सकता है। "अणु फिलामेंट्स में अवशोषित हो जाते हैं और फिर लगातार इन सपाट बूंदों में बंद हो जाते हैं," ओसुजी ने कहा, "हालांकि सिस्टम को देखने से कोई स्पष्ट गतिविधि सामने नहीं आती है। वास्तव में, फ्लैट बूंदें छोटे रिएक्टरों की तरह काम कर सकती हैं, अणुओं का उत्पादन करती हैं जिन्हें फिर फिलामेंट्स द्वारा भंडारण या आगे की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए अन्य बूंदों में ले जाया जाता है।"
शोधकर्ताओं का यह भी कहना है कि उनके निष्कर्ष लिक्विड क्रिस्टल में अनुसंधान को फिर से मजबूत कर सकते हैं। जब कोई क्षेत्र औद्योगीकृत हो जाता है, तो बुनियादी अनुसंधान में गिरावट आती है। लेकिन कभी-कभी ऐसी अनसुलझी पहेलियां भी होती हैं जिन्हें कोई नहीं सुलझा पाता।
/ScitechDaily से संकलित