Molecular self-assembly
रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान में, आणविक स्व-संयोजन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा अणु बाहरी स्रोत से मार्गदर्शन या प्रबंधन के बिना एक परिभाषित व्यवस्था को अपनाते हैं। स्व-संयोजन दो प्रकार के होते हैंः अंतःआण्विक और अंतःआण्विक। आम तौर पर, आणविक स्व-संयोजन शब्द पूर्व को संदर्भित करता है, जबकि उत्तरार्द्ध को अधिक सामान्य रूप से तह कहा जाता है। सुपरमोलिक्युलर सिस्टम आणविक स्व-संयोजन सुपरमोलिक्युलर रसायन विज्ञान में एक प्रमुख अवधारणा है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऐसी प्रणालियों में अणुओं की असेंबली गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाओं (जैसे, हाइड्रोजन बंधन, धातु समन्वय, हाइड्रोफोबिक बल, वैन डेर वाल्स बल, पाई-स्टैकिंग अंतःक्रिया, और/या इलेक्ट्रोस्टैटिक) के साथ-साथ विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं के माध्यम से निर्देशित होती है। सामान्य उदाहरणों में सरफैक्टेंट अणुओं द्वारा कोलॉइड, बायोमॉलिक्यूलर कंडेनसेट, माइसेल्स, वेसिकल्स, लिक्विड क्रिस्टल फेज और लैंगमुइर मोनोलेयर्स का गठन शामिल है। सुपरमॉलिक्यूलर असेंबलियों के आगे के उदाहरण दर्शाते हैं कि आणविक स्व-असेंबली का उपयोग करके विभिन्न आकारों और आकारों की विविधता प्राप्त की जा सकती है। आणविक स्व-संयोजन चुनौतीपूर्ण आणविक स्थलविज्ञान के निर्माण की अनुमति देता है। एक उदाहरण बोरोमियन रिंग है, इंटरलॉकिंग रिंग जिसमें एक रिंग को हटाने से प्रत्येक अन्य रिंग को खोला जाता है। डी. एन. ए. का उपयोग बोरोमियन रिंग्स के आणविक अनुरूप तैयार करने के लिए किया गया है। हाल ही में, गैर-जैविक निर्माण खंडों का उपयोग करके एक समान संरचना तैयार की गई है। जैविक प्रणालियाँ आणविक स्व-संयोजन जीवित जीवों में जैविक मैक्रोमोलेक्युलर असेंबलियों और बायोमोलेक्युलर कंडेनसेट्स के निर्माण को रेखांकित करता है, और इसलिए कोशिकाओं के कार्य के लिए महत्वपूर्ण है। यह झिल्ली बनाने के लिए लिपिड के स्व-संयोजन में प्रदर्शित होता है, अलग-अलग तारों के हाइड्रोजन बंधन के माध्यम से दोहरे पेचदार डीएनए का गठन, और चतुर्धातुक संरचना बनाने के लिए प्रोटीन की संयोजन। अघुलनशील अमाइलॉइड फाइबर में गलत तरीके से मुड़े हुए प्रोटीन का आणविक स्व-संयोजन संक्रामक प्रियॉन से संबंधित न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के लिए जिम्मेदार है। नैनोस्केल संरचनाओं का आणविक स्व-संयोजन उल्लेखनीय β-केराटिन लैमेल/सेटे/स्पैटुला संरचनाओं के विकास में एक भूमिका निभाता है जिसका उपयोग गेको को दीवारों पर चढ़ने और छत और रॉक ओवरहैंग का पालन करने की क्षमता देने के लिए किया जाता है। प्रोटीन मल्टीमर्स जब एक जीन द्वारा कूटबद्ध पॉलीपेप्टाइड की कई प्रतियां एक जटिल बनाने के लिए स्वयं इकट्ठा होती हैं, तो इस प्रोटीन संरचना को "मल्टीमर" के रूप में संदर्भित किया जाता है। मल्टीमर बनाने वाले पॉलीपेप्टाइड्स को कूटबद्ध करने वाले जीन आम प्रतीत होते हैं। जब किसी विशेष जीन के दो अलग-अलग उत्परिवर्ती युग्मविकल्पों द्वारा उत्पादित पॉलीपेप्टाइड्स से एक मल्टीमर बनता है, तो मिश्रित मल्टीमर अकेले प्रत्येक उत्परिवर्ती द्वारा बनाए गए मिश्रित मल्टीमर की तुलना में अधिक कार्यात्मक गतिविधि प्रदर्शित कर सकता है। ऐसे मामले में, इस घटना को इंट्राजेनिक पूरक के रूप में संदर्भित किया जाता है। जेहले ने बताया कि, जब एक तरल में डूबा जाता है और अन्य अणुओं के साथ मिश्रित होता है, तो आवेश में उतार-चढ़ाव बल निकटतम पड़ोसियों के समान अणुओं के संबंध का समर्थन करते हैं। नैनोटेक्नोलॉजी मॉलिक्यूलर सेल्फ-असेंबली नैनोटेक्नोलॉजी के लिए बॉटम-अप दृष्टिकोण का एक महत्वपूर्ण पहलू है। आणविक स्व-संयोजन का उपयोग करते हुए, अंतिम (वांछित) संरचना को अणुओं के आकार और कार्यात्मक समूहों में क्रमादेशित किया जाता है। लिथोग्राफी जैसी 'टॉप-डाउन' तकनीक के विपरीत स्व-संयोजन को 'बॉटम-अप' निर्माण तकनीक के रूप में संदर्भित किया जाता है, जहां वांछित अंतिम संरचना को पदार्थ के एक बड़े खंड से तराशा जाता है। आणविक नैनोटेक्नोलॉजी की सट्टा दृष्टि में, भविष्य की माइक्रोचिप्स आणविक स्व-संयोजन द्वारा बनाई जा सकती हैं। जैविक पदार्थों के लिए आणविक स्व-संयोजन का उपयोग करके नैनोस्ट्रक्चर के निर्माण का एक लाभ यह है कि वे अलग-अलग अणुओं में वापस गिर जाएंगे जिन्हें शरीर द्वारा तोड़ा जा सकता है। डी. एन. ए. नैनोटेक्नोलोजी डी. एन. ए. नैनोटेक्नोलॉजी वर्तमान अनुसंधान का एक क्षेत्र है जो नैनोटेक्नोलॉजिकल लक्ष्यों के लिए बॉटम-अप, सेल्फ-असेंबली दृष्टिकोण का उपयोग करता है। डी. एन. ए. नैनोटेक्नोलोजी डी. एन. ए. और अन्य न्यूक्लिक एसिड के अद्वितीय आणविक पहचान गुणों का उपयोग उपयोगी गुणों के साथ स्व-इकट्ठा शाखा वाले डी. एन. ए. परिसर बनाने के लिए करती है। इस प्रकार डी. एन. ए. का उपयोग जैविक जानकारी के वाहक के बजाय संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है, ताकि जटिल 2डी और 3डी जाली (टाइल-आधारित दोनों के साथ-साथ "डी. एन. ए. ओरिगामी" विधि का उपयोग करके) और पॉलीहेड्रा के आकार में त्रि-आयामी संरचनाएं बनाई जा सकें। इन डी. एन. ए. संरचनाओं का उपयोग सोने के नैनोकणों और स्ट्रेप्टाविडिन प्रोटीन जैसे अन्य अणुओं की असेंबली में टेम्पलेट के रूप में भी किया गया है। द्वि-आयामी एकल परत इंटरफेस पर अणुओं की एक परत की सहज असेंबली को आमतौर पर द्वि-आयामी स्व-असेंबली के रूप में संदर्भित किया जाता है। इस तरह की सभाओं के सामान्य उदाहरणों में से एक लैंगमुइर-ब्लॉजेट मोनोलेयर और सर्फैक्टेंट के बहुस्तरीय हैं। गैर-सतह सक्रिय अणु क्रमबद्ध संरचनाओं में भी इकट्ठा हो सकते हैं। प्रारंभिक प्रत्यक्ष प्रमाणों से पता चलता है कि गैर-सतह सक्रिय अणु ठोस इंटरफेस पर उच्च-क्रम वास्तुकला में इकट्ठा हो सकते हैं जो स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी के विकास के साथ और उसके तुरंत बाद आए। अंततः 2डी वास्तुकला के स्व-संयोजन के लिए दो रणनीतियाँ लोकप्रिय हो गईं, अर्थात् अल्ट्रा-हाई-वैक्यूम निक्षेपण के बाद स्व-संयोजन और ठोस-तरल इंटरफेस पर एनीलिंग और स्व-संयोजन। अत्यधिक क्रिस्टलीय संरचनाओं के निर्माण के लिए अणुओं और स्थितियों के डिजाइन को आज नैनोस्कोपिक पैमाने पर 2 डी क्रिस्टल इंजीनियरिंग का एक रूप माना जाता है। असेंबली थ्योरी फोल्डमर आइस-नाइन मैक्रोमोलिक्युलर असेंबली सेल्फ-असेंबली ऑफ नैनोपार्टिकल्स सुप्रामोलिक्युलर असेंबली संदर्भ सुप्रामोलिक्युलर केमिस्ट्री सेल्फ-ऑर्गनाइजेशन एआरः टीजेएमआईएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएएए