संशोधनक्षेत्रातील मायबोलीकर - भाग ३ - प्रोब मायक्रोस्कोपी (संशोधन)

इटलीत असताना स्कॉटलंडच्या एडीनबरा इथल्या एका रसायनशास्त्राच्या ग्रुपबरोबर आमचं कोलॅबोरेशन होतं. हे रसायनवाले लोकं म्हणजे आमच्या दृष्टीने हॅरी पॉटरमधला पोशन मास्टर - स्नेप. त्यांच्या गुहेत जाऊन तासनतास प्रक्रिया करून एखादं जादुई पोशन घेऊन येतात. या ग्रुपचा लीडर आहे डेव्ह ली. हा लौकिकार्थाने जादुगार आहेच, रसायनशास्त्रात त्याने बरेच काम केलं आहे, पण तो खराही जादुगार आहे. प्रोजेक्ट मिटिंग संपल्यावर जेवणं वगैरे झाली की हा पत्याचा कॅट घेऊन हिंडणार, मग आपण मनात धरलेलं पान छताला चिकटलय किंवा मिटिंगमध्ये बोलताना शर्टाच्या बाहीतून फुलांचा गुच्छ काढणार असे प्रकार करायला त्याला खूप आवडतं. त्याच्या लॅबमध्ये भिंतीवर जे घड्याळ आहे ते उलटं फिरतं. असो.

तर या ग्रुपने आम्हाला एकदा रोटॅक्झेन नावाचा रेणू बनवून दिला. या रेणूचा आकार बघितलात तर आपल्या जिममध्ये जे डंबबेल असतं तसा आहे आणि या डंबबेलच्या एका बाजूला एक गोलाकार सायकल असतं. हे सायकल एकतर या बाजूला असतं किंवा त्या बाजूला. आणि हे या बाजूवरून त्या बाजूवर उड्या मारू शकतं. असं कधी होतं तर तुम्ही याला एखादी प्रेरणा (stimulus) दिली तर उदा. विशिष्ट प्रकारचा प्रकाशझोत टाकला. रसायनवाले लोकं हा रेणू द्रव असताना याचा अभ्यास करतात. पण हा जर वाळलेल्या स्थितीत असेल तर काय होतं हे बघण्यासाठी त्यांनी तो आमच्याकडे पाठवला.

रोटॅक्झेन रेणूचे रेखाटन

आम्ही ग्राफाइटचा एक तुकडा घेतला, त्याच्यावर या रेणूच्या द्रवाचा थेंब टाकला आणि तो वाळवला. मग त्याची एक पातळ फिल्म तयार झाली. ती फिल्म प्रोब मायक्रोस्कोपखाली टाकली आणि प्रोब त्यावर फिरवला. हेतू हा की प्रोबमुळे त्या फिल्मला प्रेरणा मिळाली तर काय होतं हे बघता यावं. इथे दुहेरी फायदा असा की एकाच प्रोबमुळे आधी प्रेरणा द्यायची, मग इमेज घेऊन काय झालय ते बघायचं. असं केल्यावर दिसलं की ज्या सरळ रेषेत प्रोब फिरवला तिथे सारख्या अंतरावर नॅनोपार्टीकल तयार झाले होते आणि ओळीने बसले होते. प्रोब जर दोन मितींमध्ये आयताकार फिरवला तर हे पार्टीकल एकत्र यायचे आणि त्यांच्या रेघा तयार व्हायच्या. हे का होतं याचा बराच अभ्यास केला आणि मग पेपर प्रकाशित केला. अशा प्रकारच्या फिल्म वापरून भविष्यात मेमरी डिव्हाइस करता येतील असं लक्षात आलं.

यामुळे आम्हाला माफक पब्लिकसिटी मिळाली. नेचरमध्ये याची बातमी आली होती.

(a)ग्राफाइटवर रोटॅक्झेनची फिल्म.
(b)-(d) फिल्मवर प्रोब फिरवल्यावर रेघा तयार होतात सुरूवातीला पुसट, नंतर स्पष्ट होतात. शेवटच्या चित्रात पूर्ण तयार झालेल्या रेघा (नॅनो-लाइन्स) दिसत आहेत.

दुसरं एक कोलॅबोरेशन नेदरलॅंडच्या फिलिप्स कंपनीबरोबर होतं. सध्या इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये सिलीकॉनचा वापर होतो त्याऐवजी वेगळे रेणू वापरून चांगले डिव्हाइस बनवता येतात का यावर सध्या बरंच संशोधन चालू आहे. यामध्ये बराच वापरला जाणारा एक रेणू म्हणजे पेंटासीन. या पेंटासीनची फिल्म आम्ही फिलीप्सने दिलेल्या ट्रांझिस्टर डिव्हाइसवर टाकली आणि एसपीएमने तिचे स्वरूप बघितले, वेगवेगळ्या आकारांची रूदी आणि खोली मोजली. नंतर हा डिव्हाइस कसा चालतो ते पाहिले. म्हणजे फिल्मचा आकार आणि डिव्हाइसचा परफॉर्मन्स यामध्ये काय नातं आहे ते बघण्याचा प्रयत्न केला. यासाठी वेगवेगळ्या वातावरणात फिल्म तयार केली, मग यामुळे तिच्या स्वरूपात काय बदल झाले हे पाहिलं. अशा एका फिल्मची एसपीएम इमेज इथे दिसते आहे.

वेगवेगळ्या वातावरणात केलेली पेंटासीनची फिल्म. पहिल्या चित्रात वाढ प्रतलाकार झाली आहे, नंतरच्या चित्रांमध्ये पृष्ठभाग खडबडीत झाला आहे. उजवीकडे प्रोब मायक्रोस्कोपीने पृष्ठभागाचे केलेले मोजमाप दिसत आहे.

अशा प्रकारच्या कोलॅबोरेशनमध्ये काम करण्याचे फायदे आणि तोटे असतात. रसायन किंवा जीवशास्त्रवाल्यांबरोबर काम केलं तर काम अधिक व्यापक होतं, त्याचे ऍप्लिकेशन वाढतात. रिसर्चसाठी लागणारी ग्रांटही लवकर मिळू शकते. तोटे म्हणजे अशा कोलॅबोरेशनमध्ये सारख्या मिटिंगा, प्रोजेक्ट रिपोर्ट हे करावं लागतं. एक रिपोर्ट पाठवला की लगेच पुढच्या रिपोर्टच्या तयारीला लागायचं. भाग २ मध्ये जो पहिला मुद्दा आला आहे तो याच संदर्भात आहे.

----
भाग १
भाग २