Wet nanotechnology
ویٹ نینو ٹیکنالوجی (جسے ویٹ نینو ٹیک بھی کہا جاتا ہے) میں چھوٹے سے لے کر بڑے پیمانے پر کام کرنا شامل ہے۔ گیلے نینو ٹیکنالوجی کے لیے پانی کی ضرورت ہوتی ہے جس میں یہ عمل ہوتا ہے۔ اس عمل میں کیمسٹ اور ماہر حیاتیات بھی شامل ہیں جو انفرادی مالیکیولز کو اکٹھا کرکے بڑے پیمانے تک پہنچنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ جبکہ ایرک ڈریکسلر نے نینو اسمبلرز کے خشک کام کرنے کا خیال پیش کیا، گیلے نینو ٹیک ممکنہ طور پر پہلا علاقہ معلوم ہوتا ہے جس میں نینو اسمبلر جیسی چیز معاشی نتائج حاصل کر سکتی ہے۔ دواسازی اور بائیو سائنس زیادہ تر نینو ٹیک اسٹارٹ اپس کی مرکزی خصوصیات ہیں۔ رچرڈ اے ایل جونز نینو ٹیکنالوجی کو کہتے ہیں جو قدرتی نینو ٹیکنالوجی کے ٹکڑوں کو چوری کرتی ہے اور انہیں مصنوعی ڈھانچے بائیوکلیپٹک نینو ٹیکنالوجی میں ڈالتی ہے۔ وہ فطرت کے ڈیزائن کے اصولوں کے مطابق مصنوعی مواد کے ساتھ تعمیر کو بائیومیمیٹک نینو ٹیکنالوجی کہتے ہیں۔ ان رہنما اصولوں کا استعمال کھربوں نینو ٹیک روبوٹس کا باعث بن سکتا ہے، جو ساختی خصوصیات میں بیکٹیریا سے ملتے جلتے ہیں، طبی علاج کرنے کے لیے کسی شخص کے خون کے بہاؤ میں داخل ہوتے ہیں۔ پس منظر ویٹ نینو ٹیکنالوجی نینو ٹیک کا ایک متوقع نیا ذیلی شعبہ ہے جس پر زیادہ تر ویٹ انجینئرنگ کی مختلف شکلوں کا غلبہ ہونے والا ہے۔ جو عمل استعمال کیے جائیں گے وہ آبی حلوں میں ہونے والے ہیں اور بائیوٹیکنالوجی مینوفیکچرنگ/بائیو مالیکیولر مینوفیکچرنگ کے بہت قریب ہیں جس کا زیادہ تر تعلق پروٹین اور ڈی این اے/آر این اے جیسے بائیو مالیکیولز کی تیاری سے ہے۔ بائیوٹیکنالوجی اور ویٹ نینو ٹیکنالوجی میں کچھ حد سے زیادہ فرق ہے کیونکہ زندہ چیزیں فطری طور پر باٹم اپ انجینئرڈ ہوتی ہیں اور بائیوٹیکنالوجسٹوں کے ذریعہ اس کے کسی بھی استحصال کا مطلب ہے کہ وہ باٹم اپ انجینئرنگ میں کام کرتے ہیں (حالانکہ زیادہ تر پروٹین اور نیوکلک ایسڈ جیسے میکرو مالیکیول تیار کرنے کی سطح پر وہاں کی مونومر اکائیوں سے۔ ویٹ نینو ٹیک، تاہم، زندہ چیزوں اور ان کے اجزاء کو انجینئرنگ سسٹم کے طور پر تجزیہ کرنے کی کوشش کرتا ہے اور اس کا مقصد انہیں مکمل طور پر سمجھنا ہے تاکہ نظام کے رویے پر مکمل کنٹرول حاصل کیا جا سکے اور ایسے اصولوں اور طریقوں کو اخذ کیا جا سکے جن کا اطلاق مینوفیکچرنگ کے نچلے حصے پر زیادہ وسیع پیمانے پر کیا جا سکے، جوہری اور سالماتی پیمانے پر مادے کو جوڑ توڑ کرنے اور نینو میٹر اور خوردبین پیمانے پر مشینیں یا آلات بنانے کے لیے۔ بائیوٹیک زیادہ تر کسی بھی طرح سے زندہ نظام کا استحصال کرنے کے بارے میں ہے۔ سالماتی حیاتیات اور متعلقہ مضامین خاص طور پر پروٹین کے فنکشن کے طریقہ کار کا موازنہ کرتے ہیں-اور نیوکلک ایسڈ کم حد تک-جیسے "سالماتی مشینیں"۔ انجینئروں کو ان نینو اسکیل مشینوں کی نقل اس طرح کرنے کے لیے کہ انہیں کچھ کارکردگی کے ساتھ تیار کیا جا سکے، انہیں باٹم اپ مینوفیکچرنگ پر غور کرنا چاہیے۔ باٹم اپ مینوفیکچرنگ مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران انفرادی ایٹموں میں ہیرا پھیری سے متعلق ہے، تاکہ ان کی جگہ اور تعاملات پر مکمل کنٹرول ہو۔ پھر جوہری پیمانے سے، نینو مشینوں کو بنایا جا سکتا ہے اور یہاں تک کہ خود کو نقل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے جب تک کہ وہ مطلوبہ مواد کی وافر مقدار کے ساتھ ماحول میں ڈیزائن کیے جائیں۔ چونکہ اس عمل میں انفرادی ایٹموں میں ہیرا پھیری کی جا رہی ہے، اس لیے باٹم اپ مینوفیکچرنگ کو اکثر "ایٹم بائی ایٹم" مینوفیکچرنگ کہا جاتا ہے۔ اگر نینو مشینوں کی تیاری کو بہتر تکنیکوں کے ذریعے زیادہ آسانی سے دستیاب کرایا جا سکتا ہے تو اس کا بڑا معاشی اور سماجی اثر پڑ سکتا ہے۔ یہ مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹم بنانے میں بہتری کے ساتھ شروع ہوگا اور پھر نینو اسکیل حیاتیاتی سینسرز کی تخلیق کے ساتھ ساتھ ان چیزوں کی تخلیق کی اجازت دے گا جن کے بارے میں ابھی تک سوچا نہیں گیا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ "ویٹ" نینوٹیک صرف اپنی زندگی کے آغاز میں ہے۔ سائنس دان اور انجینئر یکساں طور پر محسوس کرتے ہیں کہ بائیومیمیٹکس نینو اسکیل مشینیں بنانا شروع کرنے کا ایک بہترین طریقہ ہے۔ انسانوں کے پاس چیزوں کے میکانکس کے بارے میں واقعی چھوٹے پیمانے پر سیکھنے کی کوشش کرنے کے لیے صرف چند ہزار سال ہیں۔ تاہم، قدرت لاکھوں سالوں سے نینو مشینوں کے ڈیزائن اور فعالیت کو مکمل کرنے پر کام کر رہی ہے۔ یہی وجہ ہے کہ ہمارے جسم میں پہلے سے ہی ایسی نینو مشینیں موجود ہیں، جیسے اے ٹی پی سنتھاز، جو 95 فیصد کی غیر سنی ہوئی کارکردگی کے ساتھ کام کر رہی ہیں۔ "ویٹ" بمقابلہ "ڈرائی" ویٹ نینو ٹیکنالوجی ڈرائی انجینئرنگ کے برخلاف ویٹ انجینئرنگ کی ایک شکل ہے۔ مختلف شعبے ہیں جو انجینئرنگ کی ان دو اقسام سے نمٹتے ہیں۔ ماہر حیاتیات، نینو ٹیکنالوجی کے نقطہ نظر سے، ویٹ انجینئرنگ سے نمٹتے ہیں۔ وہ زندگی میں ہونے والے عمل کا مطالعہ کرتے ہیں، اور زیادہ تر وہ عمل آبی ماحول میں ہوتے ہیں۔ ہمارے جسم زیادہ تر پانی سے بنے ہوتے ہیں۔ الیکٹریکل اور مکینیکل انجینئرز ڈرائی انجینئرنگ میں لائن کے دوسری طرف ہیں۔ وہ ایسے عمل اور تیاری میں شامل ہوتے ہیں جو آبی ماحول میں نہیں ہوتے ہیں۔ زیادہ تر حصے کے لیے، ویٹ انجینئرنگ "نرم" مواد سے متعلق ہے جو لچک کی اجازت دیتا ہے جو حیاتیاتی مینوفیکچرنگ میں نینو اسکیل میں اہم ہے۔ خشک انجینئر زیادہ تر سخت ڈھانچوں اور پرزوں والی چیزوں کو سنبھالتے ہیں۔ یہ اختلافات اس حقیقت کی وجہ سے ہیں کہ دو قسم کے انجینئروں کو جن قوتوں سے نمٹنا پڑتا ہے وہ بہت مختلف ہیں۔ بڑے پیمانے پر، زیادہ تر چیزوں پر نیوٹنین طبیعیات کا غلبہ ہے۔ تاہم، جب کوئی نینو اسکیل کو دیکھتا ہے، خاص طور پر حیاتیاتی معاملات میں، غالب قوت براؤنین حرکت ہوتی ہے۔ چونکہ نئے دور میں نینو ٹیکنالوجی ممکنہ طور پر ایک دوسرے کے ساتھ مل کر خشک اور گیلے دونوں سے نمٹنے والی ہے، اس لیے معاشرے کو انجینئرنگ اور مینوفیکچرنگ کو دیکھنے کے انداز میں تبدیلی لانی پڑے گی۔ لوگوں کو نہ صرف انجینئرنگ میں بلکہ حیاتیات میں بھی اچھی تعلیم حاصل کرنی ہوگی کیونکہ دونوں کا انضمام اس طرح ہے کہ نینو ٹیکنالوجی میں سب سے بڑی بہتری آئے گی۔ قدرتی نینو مشینوں کے وجود کے ساتھ، "ایک پیچیدہ صحت سے متعلق خوردبین سائز کی مشین جو مشین کی معیاری تعریف کے مطابق ہے"، جیسے اے ٹی پی سنتھس اور ٹی 4 بیکٹیریوفیج، سائنس دان اور ماہر حیاتیات جانتے ہیں کہ وہ ایک ہی پیمانے پر اسی طرح کی مشینیں بنانے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ تاہم، فطرت کے پاس ان نینو مشینوں کی تعمیر اور تخلیق کو مکمل کرنے کے لیے ایک طویل وقت رہا ہے اور انسانیت نے ابھی ان میں زیادہ دلچسپی کے ساتھ دیکھنا شروع کیا ہے۔ یہ دلچسپی اے ٹی پی سنتھس (اڈینوسین ٹرائی فاسفیٹ) جیسی نینو مشینوں کے وجود کی وجہ سے پیدا ہوئی ہوگی، جو "صرف ڈی این اے کے بعد اہمیت میں دوسرے نمبر پر ہے"۔ اے ٹی پی اہم توانائی کنورٹر ہے جو ہمارے جسم میں موجود ہے اور اس کے بغیر زندگی جیسا کہ ہم جانتے ہیں کہ یہ پھلنے پھولنے یا زندہ بھی نہیں رہ سکے گی۔ براؤنین موشن کا پیچیدہ نینو مشینوں سے کیا تعلق ہے؟ براؤنین حرکت ایک بے ترتیب، مسلسل اتار چڑھاؤ والی قوت ہے جو مائکرو اسکیل پر موجود ماحول میں کسی جسم پر عمل کرتی ہے۔ یہ وہ قوت ہے جس سے مکینیکل انجینئرز اور طبیعیات دان نمٹنے کے عادی نہیں ہیں کیونکہ جس بڑے پیمانے پر انسان چیزوں کے بارے میں سوچتا ہے، اس قوت کو دھیان میں رکھنے کی ضرورت نہیں ہے۔ لوگ کشش ثقل، جمود، اور طبیعیات پر مبنی دیگر قوتوں کے بارے میں سوچتے ہیں جو ہر وقت ہم پر عمل کرتی ہیں، تاہم نینو اسکیل پر وہ قوتیں زیادہ تر "نہ ہونے کے برابر" ہوتی ہیں۔ نینو مشینوں کو انسانوں کے ذریعے دوبارہ تخلیق کرنے کے لیے، یا تو ایسی دریافتوں کی ضرورت ہوگی جو ہمیں یہ سمجھنے کی اجازت دیں کہ براؤنین حرکت کا "استحصال" کیسے کیا جائے جیسا کہ فطرت کرتی ہے یا ایسے مواد کا استعمال کرکے اس کے ارد گرد کام کرنے کا راستہ تلاش کریں جو ان قوتوں کا مقابلہ کرنے کے لیے کافی سخت ہوں۔ جس طرح سے فطرت براؤنین حرکت کا استحصال کرنے میں کامیاب رہی ہے وہ سیلف اسمبلی کے ذریعے ہے۔ یہ قوت ہمارے جسم میں موجود تمام پروٹین اور امینو ایسڈ کو دھکیلتی اور کھینچتی ہے اور انہیں ہر طرح کے امتزاج میں جوڑتی ہے۔ وہ امتزاج جو الگ الگ کام نہیں کرتے اور اپنے بے ترتیب منسلک کے ساتھ جاری رہتے ہیں تاہم، وہ امتزاج جو کام کرتے ہیں وہ اے ٹی پی سنتھس جیسی چیزیں پیدا کرتے ہیں۔ اس عمل کے ذریعے قدرت ایک ایسی نینو مشین بنانے میں کامیاب ہوئی ہے جو 95 فیصد موثر ہے، جو کہ ایک ایسا کارنامہ ہے جسے انسان ابھی تک انجام نہیں دے سکے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ قدرت قوتوں کے ارد گرد کام کرنے کی کوشش نہیں کرتی ؛ وہ انہیں اپنے فائدے کے لیے استعمال کرتی ہے۔ ان کی اندرونی کیمیائی ترکیب کی مشینری سے فائدہ اٹھانے کے لیے کلچر میں بڑھتے ہوئے خلیوں کو نینو ٹیکنالوجی کی ایک شکل سمجھا جا سکتا ہے لیکن اس مشینری کو زندہ خلیوں سے باہر بھی ہیرا پھیری کی گئی ہے۔ حوالہ جات نینو ٹیکنالوجی