سنگل نینو پارٹیکلز کے 3D فیمٹوسیکنڈ سنیپ شاٹس

03 مارچ 2023 (نانورک نیوز) ای ٹی ایچ کے محققین انتہائی مختصر اور مضبوط ایکس رے دالوں کا استعمال کرتے ہوئے سنگل نینو پارٹیکلز کی تین جہتی تصاویر لینے میں کامیاب ہو گئے ہیں۔ مستقبل میں اس تکنیک کو نانوسکل پر متحرک عمل کی 3D فلمیں بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کرسٹل یا پروٹین کی ساخت کو سمجھنے کے لیے ایکس رے کے پھیلاؤ کو سو سال سے زیادہ عرصے سے استعمال کیا جا رہا ہے - مثال کے طور پر، 1952 میں ڈی این اے کا معروف ڈبل ہیلکس ڈھانچہ جو جینیاتی معلومات رکھتا ہے اس طرح دریافت ہوا۔ اس تکنیک میں، زیر تفتیش شے پر مختصر طول موج کے ایکسرے بیم سے بمباری کی جاتی ہے۔ منتشر شہتیر پھر مداخلت کرتے ہیں اور اس طرح خصوصیت کے پھیلاؤ کے نمونے بناتے ہیں جس سے کوئی چیز کی شکل کے بارے میں معلومات حاصل کرسکتا ہے۔ اب کئی سالوں سے اس طرح سے ایک ہی نینو پارٹیکلز کا بھی مطالعہ کرنا ممکن ہو گیا ہے، انتہائی مختصر اور انتہائی شدید ایکس رے دالوں کا استعمال۔ تاہم، یہ عام طور پر صرف ذرہ کی دو جہتی تصویر پیدا کرتا ہے۔ ETH پروفیسر ڈینیلا روپ کی قیادت میں محققین کی ایک ٹیم نے، Rostock اور Freiburg، TU برلن اور ہیمبرگ میں DESY کی یونیورسٹیوں کے ساتھیوں کے ساتھ، اب ایک طریقہ ڈھونڈ لیا ہے کہ تین جہتی ڈھانچے کا بھی ایک ہی ڈفریکشن پیٹرن سے حساب لگایا جائے، تاکہ کوئی بھی ذرہ کو تمام سمتوں سے "دیکھ" سکے۔ مستقبل میں اس طرح سے نانو اسٹرکچر کی حرکیات کی 3D فلمیں بنانا بھی ممکن ہونا چاہیے۔ اس تحقیق کے نتائج حال ہی میں سائنسی جریدے میں شائع ہوئے ہیں۔ سائنس ایڈوانسز ("الگ تھلگ پہلو والے نانو اسٹرکچرز کے تین جہتی فیمٹوسیکنڈ سنیپ شاٹس"). ایکس رے دالوں (سرمئی) کے پھیلاؤ کے پیٹرن (سرخ) سے، جس کے ساتھ نینو پارٹیکلز پر بمباری کی جاتی ہے، ETH کے محققین تین جہتی تصاویر کا حساب لگا سکتے ہیں۔ (تصویر: ETH Zürich / Daniela Rupp) Daniela Rupp 2019 سے ETH زیورخ میں اسسٹنٹ پروفیسر ہیں، جہاں وہ تحقیقی گروپ "Nanostructures and Ultra-fast X-ray Science" کی قیادت کرتی ہیں۔ اپنی ٹیم کے ساتھ مل کر وہ انتہائی شدید ایکس رے دالوں اور مادے کے درمیان تعامل کو بہتر طریقے سے سمجھنے کی کوشش کرتی ہے۔ ایک ماڈل سسٹم کے طور پر وہ نینو پارٹیکلز استعمال کرتے ہیں، جس کی وہ پال شیرر انسٹی ٹیوٹ میں بھی تحقیقات کرتے ہیں۔ "مستقبل کے لیے نئے مالوجا انسٹرومنٹ میں بہت اچھے مواقع موجود ہیں، جس پر ہم گزشتہ سال کے آغاز میں بیرونی صفحہ سازی کی پیمائش کرنے والے پہلے صارف گروپ تھے۔ اس وقت ہماری ٹیم اٹوسیکنڈ موڈ کو چالو کر رہی ہے، جس کے ساتھ ہم الیکٹران کی حرکیات کا بھی مشاہدہ کر سکتے ہیں،" Rupp کہتے ہیں۔

متحرک عمل کا ایک گہرا نظارہ

حال ہی میں شائع شدہ کام اس مستقبل کی طرف ایک اہم قدم ہے، جیسا کہ پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق الیسنڈرو کولمبو بتاتے ہیں: "اس کام کے ساتھ، ہم فیمٹو سیکنڈ حکومت میں انتہائی چھوٹے ذرات کے متحرک عمل کے مطالعہ پر ایک کھڑکی کھولتے ہیں۔" انتہائی شدید دالوں کا استعمال کرتے ہوئے ایکس رے کے پھیلاؤ کے ساتھ مسئلہ یہ ہے کہ زیر تفتیش اشیاء بمباری کے فوراً بعد بخارات بن جاتی ہیں - محققین کی اصطلاح میں "اختلاف اور تباہ"۔ چونکہ اس کا مطلب ہے کہ نینو پارٹیکل کا صرف ایک ہی سنیپ شاٹ بنایا جا سکتا ہے، یقیناً کوئی اس سے زیادہ سے زیادہ معلومات حاصل کرنا چاہے گا۔ ڈفریکشن پیٹرن سے 2D امیج سے زیادہ شمار کرنے کے لیے، اب تک کسی کو کمپیوٹر الگورتھم پر نینو پارٹیکل کی شکل پر کچھ مضبوطی سے محدود مفروضے مسلط کرنے پڑتے ہیں، مثال کے طور پر اس کی ہم آہنگی۔ تاہم، اس طرح سے ان مفروضوں سے انحراف کرنے والے ذرے کی کوئی بھی باریک تفصیل پوشیدہ رہتی ہے۔ مزید یہ کہ ان الگورتھم کے ساتھ بہت سی ایڈجسٹمنٹ ہاتھ سے کرنی پڑیں۔

بہتر الگورتھم

"یہی وہ جگہ ہے جہاں ہمارا نیا طریقہ آتا ہے"، Rupp کہتے ہیں: "ہمارے نئے الگورتھم کے ساتھ، جو ایک بہت ہی موثر نقلی طریقہ کار اور ایک ہوشیار اصلاحی حکمت عملی کا استعمال کرتا ہے، ہم مخصوص ضروریات کو عائد کیے بغیر خود بخود نینو پارٹیکل کی 3D تصاویر تیار کر سکتے ہیں۔ یہ ہمیں چھوٹی چھوٹی بے ضابطگیوں کو دیکھنے کی اجازت دیتا ہے، جو ذرہ کے بڑھنے کے عمل سے پیدا ہو سکتی ہیں۔ 3D ریزولیوشن حاصل کرنے کے لیے، ETH کے محققین صرف ڈفریکشن پیٹرن کے اس حصے کو استعمال نہیں کرتے جو چند ڈگری کے چھوٹے زاویے سے الگ ہوتا ہے، جیسا کہ اب تک رواج رہا ہے، بلکہ 30 ڈگری یا اس سے زیادہ کے وسیع زاویہ والے حصے کو بھی استعمال کرتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ حاصل کی جانے والی معلومات کی مقدار میں بہت زیادہ اضافہ ہوتا ہے، لیکن بہتر الگورتھم اس سے بھی نمٹ سکتا ہے۔ اس طرح، 70 نینو میٹر سائز کے سنگل سلور نینو پارٹیکلز کے پھیلاؤ کے نمونوں سے جو تقریباً 100 فیمٹو سیکنڈز تک چلنے والی ایکس رے دالوں سے بمباری کی جاتی ہے، روپ کی ٹیم اب 3D تصویروں کا حساب لگا سکتی ہے جو ذرات کو مختلف زاویوں سے دکھاتی ہیں۔

مفت پرواز میں سنیپ شاٹس

"ابھی تک ہم اس تیسری جہت سے محروم تھے"، Rupp کہتے ہیں، "لیکن اب ہم بہت سے عملوں کی چھان بین کر سکتے ہیں یا تو پہلی بار یا بے مثال درستگی کے ساتھ، مثال کے طور پر، نینو پارٹیکلز چند پکوسیکنڈز میں کیسے پگھلتے ہیں یا کس طرح نینوروڈز جمع ہو کر بڑی اشیاء بناتے ہیں۔" اہم نکتہ یہ ہے کہ اسنیپ شاٹس ویکیوم میں مفت پرواز میں لیے جا سکتے ہیں، بغیر کسی سطح پر نینو پارٹیکلز کو ٹھیک کیے، جیسا کہ الیکٹران مائکروسکوپی میں کیا جاتا ہے۔ مزید یہ کہ کئی قسم کے ذرات کو سطح پر بھی نہیں ڈالا جا سکتا کیونکہ وہ بہت نازک یا قلیل مدتی ہوتے ہیں۔ لیکن یہاں تک کہ وہ نمونے جن کا مطالعہ الیکٹران مائکروسکوپ سے کیا جا سکتا ہے وہ سطح کے ساتھ ان کے تعامل سے کافی حد تک متاثر ہوتے ہیں۔ دوسری طرف، مفت پرواز میں، پگھلنے یا جمع کرنے کے عمل کا بغیر کسی خلل کے مطالعہ کیا جا سکتا ہے۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62496.php