नैनोकणों पर एक नजर

16/05/2024


नैनोकण, आधुनिक विज्ञान का लघु चमत्कार, विभिन्न उद्योगों पर बड़ा प्रभाव डाल रहे हैं। लेकिन वास्तव में नैनोकण क्या हैं? वे ऐसी सामग्रियां हैं जिनकी लंबाई कम से कम एक आयाम 1 से 100 नैनोमीटर तक होती है। इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, एक नैनोकण आपके शरीर में एक औसत कोशिका से लगभग 100 गुना छोटा होता है। ग्लूकोज जैसे सरल अणुओं से लेकर 1 से 100 नैनोमीटर की सीमा के भीतर नैनोमटेरियल तक, नैनोकणों में सामग्रियों की एक विशाल श्रृंखला शामिल होती है।

नैनोकणों के कुछ अनुप्रयोग क्या हैं?

नैनोकण अपने स्थूल या सूक्ष्म-स्तरीय समकक्षों की तुलना में अद्वितीय गुणों का दावा करते हैं। उनका विशाल सतह क्षेत्र उन्हें अत्यधिक प्रतिक्रियाशील बनाता है, जिससे निम्नलिखित में प्रगति होती है:

  • उत्प्रेरक रूपांतरण: प्रतिक्रिया दक्षता बढ़ाकर कार उत्सर्जन कम करना।
  • दवा वितरण: कम आक्रामक और अधिक प्रभावी उपचार जैसे, कैंसर उपचार के लिए विशिष्ट ऊतकों को लक्षित करना। कार्यात्मक नैनोकण दवाओं को सीधे प्रभावित ऊतकों तक पहुंचाने की अनुमति देते हैं, जिससे दुष्प्रभाव कम होते हैं और लागत कम होती है।
  • ऑप्टिकल टेक्नोलॉजीज: जीवंत रंग बनाना और प्रकाश हेरफेर को बढ़ाना। इन अद्वितीय गुणों का उपयोग सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी प्रौद्योगिकियों में किया जाता है।
  • अत्यधिक मजबूत सामग्री: सबसे प्रसिद्ध नैनोमटेरियल्स में से कार्बन नैनोट्यूब, अपने उच्च पहलू अनुपात और मजबूत सहसंयोजक बंधनों के कारण असाधारण ताकत का दावा करते हैं। वे महत्वपूर्ण अंतर से अन्य सामग्रियों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, जिससे वे विभिन्न उद्योगों में अमूल्य बन जाते हैं।
नैनोकण आपके शरीर की औसत कोशिका से लगभग 100 गुना छोटे होते हैं

नैनोकणों का वर्गीकरण

आकृति विज्ञान, आकार और रासायनिक गुणों में भिन्नता के कारण, नैनोकणों (एनपी) को अलग-अलग श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है। इन भौतिक और रासायनिक विशेषताओं के आधार पर कुछ प्रमुख वर्गों पर एक नज़र डालें:

कार्बन-आधारित एनपीएस

  • फुलरीन और कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) प्रमुख वर्ग हैं।
  • फुलरीन कार्बन से बने गोलाकार खोखले पिंजरे हैं।
  • सीएनटी लम्बी, ट्यूबलर संरचनाएं हैं।
  • सीएनटी धात्विक या अर्धचालक हो सकते हैं।
  • अनुप्रयोगों में विद्युत चालकता, शक्ति और बहुमुखी प्रतिभा शामिल है।

धातु एनपी

  • विशुद्ध रूप से धातु के पूर्ववर्तियों से निर्मित।
  • स्थानीय सतह प्लास्मोन अनुनाद (एलएसपीआर) के कारण इसमें अद्वितीय ऑप्टोइलेक्ट्रिकल गुण हैं।
  • एसईएम नमूनाकरण वृद्धि के लिए गोल्ड एनपी का उपयोग किया जाता है।
  • अनुप्रयोगों में उन्नत ऑप्टिकल गुण और इलेक्ट्रॉनिक स्ट्रीम संवर्द्धन शामिल हैं।

सिरेमिक एनपी

  • गर्मी और शीतलन के माध्यम से अकार्बनिक गैर-धातु ठोस को संश्लेषित किया जाता है।
  • विभिन्न रूपों में उपलब्ध है: अनाकार, पॉलीक्रिस्टलाइन, घना, झरझरा, या खोखला।
  • अनुप्रयोगों में कैटेलिसिस, फोटोकैटलिसिस और इमेजिंग शामिल हैं।

सेमीकंडक्टर एनपी

  • धातुओं और अधातुओं के बीच गुण रखते हैं।
  • बैंडगैप ट्यूनिंग के साथ गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन।
  • अनुप्रयोगों में फोटोकैटलिसिस, फोटो ऑप्टिक्स और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण शामिल हैं।

पॉलिमर एनपी

  • कार्बनिक-आधारित एनपी, जिसे पॉलिमर नैनोकणों (पीएनपी) के रूप में भी जाना जाता है।
  • नैनोस्फेयर या नैनो-कैप्सुलर आकार का।
  • विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए आसानी से क्रियाशील।

लिपिड-आधारित एनपीएस

  • इसमें लिपिड अंश होते हैं, जो मुख्यतः गोलाकार होते हैं।
  • घुलनशील लिपोफिलिक अणुओं वाले मैट्रिक्स के साथ लिपिड से बना ठोस कोर।
  • अनुप्रयोगों में दवा वाहक, कैंसर चिकित्सा में आरएनए रिलीज और बायोमेडिकल अनुप्रयोग शामिल हैं।

नैनोकणों के उपयोग में कुछ चिंताएँ क्या हैं?

  • स्वास्थ्य को खतरा: नैनोकण कोशिकाओं में प्रवेश कर सकते हैं, जिससे संभावित रूप से श्वसन संबंधी समस्याएं, हृदय रोग, हृदय रोग का खतरा बढ़ सकता है, न्यूरोटॉक्सिसिटी और त्वचा में जलन हो सकती है। उनका छोटा आकार और बढ़ी हुई प्रतिक्रियाशीलता बड़े समकक्षों की तुलना में उच्च विषाक्तता में योगदान करती है, जिससे शरीर में दीर्घकालिक जोखिम और संचय के बारे में चिंताएं बढ़ जाती हैं।
  • पर्यावरणीय प्रभाव: उन्हें फ़िल्टर करने में कठिनाई से अप्रत्याशित पारिस्थितिक परिणाम हो सकते हैं। विषाक्तता संरचना, घुलनशीलता, आकार और आकार जैसे कारकों के आधार पर भिन्न होती है, जिससे सटीक सुरक्षा आवश्यकताओं को स्थापित करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है। नैनोकण पारंपरिक फिल्टर को भी बायपास कर सकते हैं और धूल विस्फोट का खतरा पैदा कर सकते हैं, जो सावधानीपूर्वक संचालन और जोखिम प्रबंधन की आवश्यकता पर बल देता है।

टाइटेनियम डाइऑक्साइड का मामला

एक सामान्य नैनोकण, टाइटेनियम डाइऑक्साइड, लिथियम-आयन बैटरी, रासायनिक सेंसिंग, सौंदर्य प्रसाधन और सनस्क्रीन जैसी प्रौद्योगिकियों में व्यापक उपयोग पाता है। व्यापक अध्ययन के बावजूद, एक्सपोज़र के प्रभाव और सुरक्षित एक्सपोज़र सीमाएँ अस्पष्ट बनी हुई हैं, जो नैनोकण विष विज्ञान की जटिलताओं को उजागर करती हैं।

सुरक्षा पहले:

संभावित जोखिमों को देखते हुए, ज़िम्मेदारी से निपटना महत्वपूर्ण है। यहां कुछ सर्वोत्तम प्रथाएं दी गई हैं:

  1. इंजीनियरिंग नियंत्रण: हवादार धूआं हुड और HEPA फिल्टर का उपयोग करें।
  2. प्रशासनिक उपाय: कर्मचारियों को सुरक्षित संचालन प्रक्रियाओं पर प्रशिक्षित करें।
    व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण: श्वासयंत्र, दस्ताने और उचित कपड़े पहनें।

नैनोकण अपार संभावनाएं प्रदान करते हैं, लेकिन सावधानी के साथ। जोखिमों को स्वीकार करके और जिम्मेदार प्रथाओं को अपनाकर, हम एक उज्जवल भविष्य के लिए इन छोटे दिग्गजों की शक्ति का उपयोग कर सकते हैं।

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