Fail-safes in nanotechnology
नैनो प्रौद्योगिकी में विफलता-सुरक्षित ऐसे उपकरण या विशेषताएं हैं जो नैनो प्रौद्योगिकी के साथ एकीकृत हैं, जो विफलता की स्थिति में, इस तरह से प्रतिक्रिया करते हैं जिससे अन्य उपकरणों या कर्मियों को कोई नुकसान नहीं होगा, या कम से कम कम नुकसान नहीं होगा। असफल-सुरक्षित सिद्धांत राष्ट्रीय मानकों और इंजीनियरिंग प्रथाओं द्वारा नियंत्रित होते हैं, और पारंपरिक इंजीनियरिंग डिजाइन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। नैनो-पैमाने पर समान अनुप्रयोगों के लिए मैक्रो-स्केल फेल-सेफ सिद्धांतों और उपकरणों को कम करना संभव है। नैनोटेक्नोलॉजी अनुप्रयोगों में फेल-सेफ का उपयोग उपयोगकर्ताओं के लिए जोखिम को कम करके उन अनुप्रयोगों की सामाजिक स्वीकृति का समर्थन करता है; नैनोटेक्नोलॉजी में फेल-सेफ डिजाइनों को लागू करने के सैद्धांतिक और व्यावहारिक दोनों तरीके हैं। नैनो प्रौद्योगिकी की सामाजिक स्वीकृति के लिए एक प्रमुख चुनौती मानव शरीर में नैनो संरचनाओं के चिकित्सा उपयोग से संबंधित है। जबकि चिकित्सा उपयोग के लिए किसी भी संरचना को जैव-संगत और हानिरहित होने के लिए विकसित किया जाएगा, ध्वनि इंजीनियरिंग डिजाइन को विफलता की सभी संभावनाओं को ध्यान में रखना चाहिए। इस प्रकार, डिजाइन में विफलता की स्थिति में शरीर में संरचनाओं में हेरफेर करने के तरीके शामिल होंगे। फेरस नैनोपार्टिकल्स कई शोधकर्ता ऐसे कार्यों को करने के उद्देश्य से नैनो-स्केल रोबोट ("नैनोबॉट्स") बनाने पर विचार कर रहे हैं, जहां केवल नैनो पैमाने पर रोबोट का उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि मानव शरीर के अंदर। इन रोबोटों में अन्य नैनो संरचनाओं का निर्माण करने या चिकित्सा प्रक्रियाएं करने की क्षमता होगी, और एक इंजेक्शन के माध्यम से शरीर में प्रवेश किया जाएगा। रोबोट के कवच और परिपथ लौह नैनोकणों से बने होंगे ताकि उनकी गति को रोकने या हेरफेर करने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया जा सके। विफलता या खराबी के मामले में, नैनोबॉट्स को निष्क्रिय करने के लिए एक छोटे से ई. एम. पी. या एम. आर. आई. का उपयोग किया जा सकता है। दोनों तकनीकें एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को प्रेरित करती हैं, स्मृति को दूषित करती हैं और सीमा के भीतर किसी भी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण के परिपथ को छोटा कर देती हैं। एमिनो एसिड शोधकर्ता एमिनो एसिड का उपयोग करके नैनोस्ट्रक्चर का निर्माण कर रहे हैं। अमीनो एसिड का उपयोग करके बनाए गए नैनोस्ट्रक्चर का निर्माण केवल सिंथेटिक प्रकार के अमीनो एसिड का उपयोग करके किया जाता है, जो इन संरचनाओं को अद्वितीय अणुओं से जोड़ते हैं। ये इंजीनियर अमीनो एसिड अनिवार्य रूप से सिंथेटिक प्रोटीन बनाते हैं जो मानव शरीर में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले प्रोटीन से अलग होते हैं। इंजीनियर एमिनो एसिड में यह अंतर इन प्रोटीनों को अलग करने और लक्षित करने में आसान बनाता है। विफलता या खराबी के मामले में, विशेष रूप से लक्षित अणुओं का उपयोग करके इन प्रोटीनों की पहचान करना संभव है, जो लक्ष्य के स्थान को इंगित करने के लिए एक झंडे के रूप में कार्य करते हैं। फिर, उन्हें अलग करने और उन्हें निष्क्रिय करने के लिए एक अन्य तंत्र का उपयोग किया जाएगा। हमारे शरीर के भीतर डीएनए स्वाभाविक रूप से टूट जाता है, खुद को दोहराता है, और हर बार एक कोशिका के विभाजित होने पर खुद को फिर से भर देता है। ये सभी प्रक्रियाएँ विभिन्न एंजाइमों द्वारा नियंत्रित और पूरी की जाती हैं। डी. एन. ए. अणु एक डबल-हेलिक्स गठन में संबंधित आधार जोड़ी न्यूक्लियोटाइड्स से बने होते हैं, जो इन प्रक्रियाओं को बहुत कुशल, सटीक और अनुमानित बनाता है। जिस आसानी से डी. एन. ए. अणुओं को बनाया जा सकता है, उसके कारण शैक्षणिक समाज में कई प्रकाशन डी. एन. ए. का उपयोग करके नैनोस्ट्रक्चर बनाने की दिशा में तैयार हैं। डी. एन. ए. आधारित नैनो-उपकरण के साथ, सिंथेटिक प्रोटीन बनाया जा सकता है, जिसे नैनो-उपकरण को निष्क्रिय करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन सिंथेटिक प्रोटीनों को डीएनए को तोड़ने के लिए शरीर में इंजेक्ट किया जाएगा और खराबी की स्थिति में एक नैनो-उपकरण को हानिरहित बनाया जाएगा। मानव शरीर के भीतर जैविक प्रोटीन तीन मुख्य कार्यों को पूरा करते हैंः वे संरचनात्मक निर्माण खंड, एंजाइम हैं और सेलुलर सिग्नलिंग को सुविधाजनक बनाते हैं। सिंथेटिक प्रोटीन को संकेतक के रूप में विकसित किया जा सकता है और डी. एन. ए. आधारित नैनो-उपकरण से जोड़ा जा सकता है। इस सूचक का उपयोग तब मानव शरीर में नैनो-उपकरणों की निगरानी के उद्देश्य से किया जाएगा। यदि मानव शरीर में सभी डी. एन. ए. आधारित नैनो-उपकरणों की बारीकी से निगरानी की जाए, तो खराबी की स्थिति में उन्हें जल्दी से नियंत्रित किया जा सकता है। नैनो प्रौद्योगिकी में, विशेष रूप से नैनोबॉट्स में, खराबी की स्थिति में नुकसान के संभावित उच्च जोखिम के कारण एक ध्वनि प्रोग्रामिंग वास्तुकला की आवश्यकता महत्वपूर्ण है। नैनो-उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए दो-परत वाले दृष्टिकोण का उपयोग किया जा सकता हैः (1) प्रत्याशित विफलताओं के मामले में एक पूर्व-क्रमादेशित विफल-सुरक्षित कार्यक्षमता प्रदान करके; और (2) अप्रत्याशित स्थितियों में उपयोग के लिए एक रिमोट-नियंत्रित ओवरराइड। "रिमोट"-नियंत्रित नैनो-उपकरण को पूरी प्रक्रिया के दौरान नैनोबोट का मार्गदर्शन करने के लिए कमरे में एक विशेषज्ञ की आवश्यकता होगी। सेलुलर इंजीनियरिंग कई शोधकर्ता ऐसे तरीके विकसित कर रहे हैं जो दवा देने के लिए बैक्टीरिया का उपयोग करते हैं। इन बैक्टीरिया को एक विशिष्ट कार्य करने के लिए "क्रमादेशित" किया जा सकता है, और शरीर में लक्षित स्थानों पर जाने के लिए निर्देशित किया जा सकता है। हालाँकि, बैक्टीरिया स्वस्थ अंगों को नुकसान पहुँचा सकते हैं या खराबी की स्थिति में बीमार अंग तक दवा पहुँचाने में विफल हो सकते हैं। ऐसे मामलों में, बैक्टीरिया को बेअसर करने और क्षति को रोकने के लिए एक असफल-सुरक्षित तंत्र की आवश्यकता होती है। एक एंटीबायोटिक आम तौर पर असफल-सुरक्षित एजेंट के रूप में उपयुक्त होता है। संदर्भ नैनोटेक्नोलॉजी