भारत की नैनो प्रौद्योगिकी नीति | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

नैनो तकनीक पहल विभाग

नैनो तकनीक ऐसे तरीकों का विकास और उपयोग है जो भौतिक घटनाओं का अध्ययन करने और 1-100 नैनोमीटर (nm) के भौतिक आकार के क्षेत्र में नए उपकरणों और सामग्री संरचनाओं को विकसित करने के लिए हैं, जहाँ 1 नैनोमीटर एक मीटर का एक अरबवां हिस्सा होता है। नैनो तकनीक हमारे जीवन के सभी क्षेत्रों पर प्रभाव डालती है। इनमें शामिल हैं:

• सामग्री और निर्माण
• इलेक्ट्रॉनिक्स
• कंप्यूटर
• टेलीकम्युनिकेशन और सूचना प्रौद्योगिकियाँ
• चिकित्सा और स्वास्थ्य
• पर्यावरण और ऊर्जा भंडारण
• रासायनिक और जैविक प्रौद्योगिकियाँ
• कृषि

इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में नैनो तकनीक का प्रभाव बहुत दूरगामी है। हालांकि सिलिकॉन तकनीक में प्रगति माइक्रो/नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में क्रांति ला रही है, लेकिन ऐसे मामले हैं जहाँ गैर-सिलिकॉन उपकरण और घटक प्रौद्योगिकियाँ बेहतर प्रदर्शन प्रदान करती हैं। आधुनिक सामग्री विकास तकनीकों के साथ, विभिन्न सामग्रियों के नैनो स्केल मोटाई वाले मल्टीलेयर्ड नैनो-स्ट्रक्चर्स और उपकरणों को विकसित करना संभव है। इसके अलावा, नैनो तकनीक-सक्षम संवेदक भौतिक, रासायनिक और जैविक संवेदन में नए समाधान प्रदान कर रहे हैं जो संवेदन संवेदनशीलता, माइक्रोसिस्टम एकीकरण क्षमता और स्वास्थ्य सुरक्षा और पर्यावरण संबंधी मूल्यांकन के लिए पोर्टेबिलिटी को बढ़ाते हैं।

सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय (MeitY) ने देश में नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स अनुसंधान और नवाचार को बढ़ावा देने के लिए कई प्रमुख पहलों को अपनाया है। देश के प्रमुख संस्थानों में अंतरराष्ट्रीय मानकों के प्रमुख नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स केंद्र स्थापित किए गए हैं। इन केंद्रों पर अत्याधुनिक नैनोफैब्रिकेशन सुविधाएँ भारत और विदेशों में बहुत लोकप्रिय हो गई हैं। इसके अलावा, MeitY द्वारा प्रारंभ किया गया भारतीय नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपयोगकर्ता कार्यक्रम (INUP) भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc) और IIT बंबई के नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में उत्कृष्टता केंद्र (CEN) में कार्यान्वित किया जा रहा है और पूरे देश में अनुसंधान और नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में कौशल विकास के लिए अत्याधुनिक नैनोफैब्रिकेशन सुविधाओं का उपयोग करने का एक बड़ा अवसर प्रदान किया है।

प्रत्येक वर्ष लगभग 400 शोधकर्ताओं को इन केंद्रों पर नैनोफैब्रिकेशन में व्यावहारिक प्रशिक्षण दिया जा रहा है। अब तक शोध गतिविधियों के परिणामस्वरूप कई शोध प्रकाशन और कई नवाचार हुए हैं, जिनके लिए पेटेंट दाखिल किए गए हैं। CENs में विकसित कुछ प्रौद्योगिकियों को भारत में कुछ स्टार्ट-अप कंपनियों को लाइसेंस दिया गया है। इसके अलावा, CENs ने MeitY की पहल के तहत बनाई गई सुविधाओं का उपयोग करके रणनीतिक अनुप्रयोगों के लिए कई प्रौद्योगिकियाँ विकसित करने के लिए राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं के साथ निकटता से काम किया है। केंद्रों ने बड़े पैमाने पर उत्पादन और वाणिज्यिकरण के लिए नए प्रौद्योगिकियों और उत्पादों के विकास के लिए उद्योग के साथ बातचीत भी शुरू की है। नैनो तकनीक पहल विभाग का ध्यान भारत में सेमीकंडक्टर निर्माण के लिए एक पारिस्थितिकी तंत्र के विकास की दिशा में अत्याधुनिक अनुसंधान परियोजनाओं पर रहा है।

चल रहे प्रोजेक्ट्स

• “नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स नेटवर्क फॉर रिसर्च एंड एप्लिकेशंस (NNetRA)” IITB, IITD, IITM, IITKrg और IISc, बैंगलोर में
• नैनोइलेक्ट्रॉनिक थेरेनॉस्टिक उपकरणों के अनुसंधान और विकास के लिए उत्कृष्टता केंद्र, IIT गुवाहाटी में
• भारतीय नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपयोगकर्ता प्रोग्राम चरण II, IISc, बैंगलोर में http://www.nano.iisc.ernet.in/inup/
• भारतीय नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपयोगकर्ता प्रोग्राम चरण II, IIT बॉम्बे में http://www.inup.iitb.ac.in/inup/index.php
• MEMS और NEMS के क्षेत्र में SMEs और स्टार्ट-अप्स के लिए नैनो निर्माण प्रोटोटाइपिंग सुविधाएं, IIT बॉम्बे में
• लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए तीन-आयामी नैनोस्ट्रक्चर आधारित लघु और लचीले रिचार्जेबल लिथियम बैटरी, सामग्री के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी केंद्र (C-MET), पुणे में
• पल्स लेजर डिपोजिशन (PLD) तकनीक द्वारा LED का प्रदर्शन, दिल्ली विश्वविद्यालय, नई दिल्ली में

पूर्ण प्रोजेक्ट्स

• IIT, बॉम्बे में नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में उत्कृष्टता केंद्र http://www.cen.iitb.ac.in/cen/index.php
• IISc, बैंगलोर में नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में उत्कृष्टता केंद्र http://www.nano.iisc.ernet.in/
• IIT, बॉम्बे में भारतीय नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपयोगकर्ता प्रोग्राम http://www.inup.iitb.ac.in/inup/index.php
• IISc, बैंगलोर में भारतीय नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपयोगकर्ता प्रोग्राम http://www.nano.iisc.ernet.in/inup/
• नैनोटेक्नोलॉजी के लिए नैनोमेट्रोलॉजी का सामान्य विकास, NPL दिल्ली में
• III/V यौगिक अर्धचालक आधारित क्वांटम डॉट्स प्रौद्योगिकी, IISc बैंगलोर में
• इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग के लिए कीमती और संक्रमण धातुओं के नैनोपार्टीकल्स का संश्लेषण, C-MET पुणे में
• स्थानांतरित आर्क प्लाज्मा रिएक्टर में नैनोसाइज धातुओं/धातु ऑक्साइड/धातु नाइट्राइड्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन, C-MET पुणे में
• ऑप्टिकल मेमोरीज के लिए नैनो सिल्वर ऑक्साइड का अनुसंधान और विकास, IIT मद्रास में
• वैक्यूम और निम्न दबाव अनुप्रयोगों के लिए नैनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन MEMS प्रेशर सेंसर का विकास, जादवपुर विश्वविद्यालय, कोलकाता में
• भविष्य के सिलिकॉन आधारित नैनोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में क्वांटम संरचनाओं के विकास के लिए प्रौद्योगिकी का विकास, CEERI पिलानी में
• नई फोटोलिथोग्राफी-रहित वर्टिकल ऑर्गेनिक थिन फिल्म ट्रांजिस्टर (OTFT) का निर्माण, IIT कानपूर में
• 8-14 μm तरंग दैर्ध्य रेंज में क्वांटम-वेल इन्फ्रारेड फोटोडिटेक्टर्स का विकास, IIT खड़गपुर में
• लक्षित दवा वितरण के लिए कार्बन नैनोट्यूब्स की संरेखण और विशेषताओं का अध्ययन, CSIO चंडीगढ़ में
• गैस संवेदन के लिए अल्ट्रासोनिक स्प्रे पायरोलिसिस तकनीक द्वारा नैनोक्रिस्टलाइन SnO2 पाउडर का संश्लेषण और नैनोस्ट्रक्चर्ड SnO2 थिन फिल्म्स की तैयारी, प्रताप कॉलेज अमलनेर में
• कार्बन के संरेखित नैनोट्यूब्स और संबंधित सामग्रियों का संश्लेषण और उनके इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन विशेषताओं का अध्ययन, IIT दिल्ली में
• कमरे के तापमान (RT) पर नैनोस्केल MOSFETs और तरल नाइट्रोजन तापमान (LNT) पर क्लासिकल MOSFETs का मॉडलिंग और सिमुलेशन, पंजाब विश्वविद्यालय चंडीगढ़ में
• स्पिन-ऑन तकनीकों द्वारा Si पर SiC आधारित क्वांटम संरचनाओं का नैनो-आकार में विकास, IIT कानपूर में
• ऑप्टिकल और ऊर्जा (सौर प्रकाश का उपयोग) अनुप्रयोगों के लिए Q-सेमिकंडक्टर-ग्लास-नैनोकॉम्पोजिट्स, C-MET पुणे में
• रमन और फोटोल्यूमिनेसेंस की जांच नैनोस्ट्रक्चर्ड पोर्स सिलिकॉन की, रासायनिक और जैविक प्रजातियों की उपस्थिति का संवेदन, जामिया मिलिया इस्लामिया नई दिल्ली में
• VNIT, नागपुर में नैनो डिवाइस की विशेषताओं और सिमुलेशन
• स्पिन्ट्रोनिक्स और क्वांटम सूचना के लिए ऑक्साइड आधारित कार्यात्मक थिन फिल्म नैनोस्ट्रक्चर, IIT कानपूर में
• गैस संवेदन अनुप्रयोगों के लिए नवीन नैनो-स्टक्चर्ड सिरेमिक्स, IIT खड़गपुर में
• MEMS और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए कार्यात्मक नैनोस्ट्रक्चर का संश्लेषण और विशेषण, IIT रुड़की में
• LEDs के निर्माण के लिए GaN, InGaN आधारित क्वांटम डॉट्स की निर्देशित आत्म-इकट्ठा की तैयारी, अन्ना विश्वविद्यालय चेन्नई में
• अल्ट्रा हाई डेंसिटी ऑप्टिकल मेमोरीज के लिए नैनो सिल्वर ऑक्साइड को सोने और तांबे के साथ मिश्रित/डोप्ड करके सतह प्लाज्मन रेज़ोनेंस बढ़ी हुई फ्लोरेसेंस पर अध्ययन, IIT मद्रास में
• IISc, बैंगलोर में चौड़े बैंड गैप अर्धचालकों के नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्रियां और उपकरण
• गैस संवेदन के लिए कार्बन नैनोट्यूब आधारित सेंसर का विकास, जामिया मिलिया इस्लामिया नई दिल्ली में
• सेमीकंडक्टिंग अनुप्रयोगों के लिए सिंगल वॉल कार्बन नैनो ट्यूब्स का विकास, जामिया मिलिया इस्लामिया, नई दिल्ली में
• नैनोफैब्रिकेशन और नैनोस्केल उपकरणों के लिए गैर-सिलिकॉन आधारित प्रौद्योगिकियों पर अनुसंधान पहल, IIT दिल्ली में http://nano.iitd.ac.in/
• नैनोमैकेनिकल सिस्टम (NEMS) और नैनोफोटोनिक्स के लिए केंद्र, IIT मद्रास में http://www.ee.iitm.ac.in/
• उच्च प्रदर्शन RF/Microwave यौगिक अर्धचालक हेटेरोस्टक्चर नैनो-उपकरणों के लिए MBE क्लस्टर टूल आधारित एपिटैक्सियल नैनो-सेमीकंडक्टर बुनियादी ढांचे और प्रक्रिया एकीकरण सुविधा का विकास, IIT खड़गपुर में
• कैंसर के लिए बहु-कार्यात्मक चुंबकीय नैनोपार्टिकल्स का विकास, IIT बॉम्बे में
• पर्यावरण गैसों के सेंसर के रूप में ग्राफीन और धातु समाहित ग्राफीन का लागत प्रभावी संश्लेषण, SMIT मजीतर में
• सेंसर उपकरणों के लिए ग्रीन रूट के माध्यम से नैनो ZnO और SnO2 का विकास, SRIVT गुंटूर आंध्र प्रदेश में
• IIT बॉम्बे में नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में उत्कृष्टता केंद्र चरण II http://www.cen.iitb.ac.in/cen/index.php
• IISc बैंगलोर में नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में उत्कृष्टता केंद्र चरण II। नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में समृद्ध, देश की सामाजिक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उत्पादों/उपकरणों का विकास और नैनो स्तर पर विश्वस्तरीय निर्माण सुविधाएं बनाना।

नैनोटेक्नोलॉजी की कार्यकारी समूह द्वारा पहचाने गए प्रमुख क्षेत्रों निम्नलिखित हैं:

• मोरे इलेक्ट्रॉनिक्स 10 एनएम से अधिक
• सेंसर (स्वास्थ्य, कृषि, सुरक्षा आदि)
• ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स
• कंप्यूटेशनल नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स
• विभिन्न उपकरणों/उत्पादों के लिए प्रोटोटाइपिंग और इनक्यूबेशन सुविधाओं की स्थापना

क्षमता निर्माण नैनो प्रौद्योगिकी कार्यक्रम ने नैनो प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में भारत को अग्रणी बनाने के लिए मुख्य रूप से निम्नलिखित पर ध्यान केंद्रित किया है।

• अनुसंधान और विकास के लिए बुनियादी ढाँचा / संस्थागत क्षमता निर्माण
• नैनो-इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में मानव संसाधन विकास
• विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए नैनो उपकरण/उप-प्रणाली/प्रणाली का विकास

भारत के विभिन्न स्थानों पर नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स केंद्रों की स्थापना के लिए एक प्रमुख पहल की गई है ताकि पेशेवर विशेषज्ञता, प्रशिक्षण और विकास की पहुंच प्रदान की जा सके, और सहयोग को समर्थन मिल सके।

नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में उत्कृष्टता के केंद्र - चरण I और चरण II: आईआईएससी, बैंगलोर और आईआईटी बॉम्बे के बीच एक संयुक्त परियोजना है। नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स परियोजना (CEN) आईआईएससी और आईआईटी-बॉम्बे में स्थापित की गई है, जिसमें अंतरराष्ट्रीय मानकों की अत्याधुनिक नैनोफैब्रिकेशन सुविधाएं हैं, जो नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में महत्वाकांक्षी अनुसंधान पहलों के लिए उत्प्रेरक का कार्य करती हैं। परियोजना CEN चरण II CEN का एक स्वाभाविक विस्तार है और इसे जनवरी 2012 में आईआईएससी बैंगलोर और आईआईटी बॉम्बे द्वारा संयुक्त रूप से लागू करने के लिए आरंभ किया गया था, ताकि नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स, नैनो-मैटेरियल और नैनो-स्ट्रक्चर और एकीकृत सेंसर प्रणाली के नए क्षेत्रों में अनुसंधान और विकास गतिविधियों को तेज किया जा सके, और इन क्षेत्रों को बढ़ाने के लिए उच्च प्रशिक्षित मानव संसाधन की एक महत्वपूर्ण मात्रा उत्पन्न की जा सके।

भारतीय नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपयोगकर्ता कार्यक्रम चरण I और चरण II (INUP चरण II) IIT बॉम्बे और IISc, बंगलोर

एक अद्वितीय संयुक्त प्रमुख परियोजना, जिसका शीर्षक है "भारतीय नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपयोगकर्ता कार्यक्रम (INUP)", की शुरुआत की गई थी ताकि IISc और IIT-B में स्थापित CEN सुविधाओं को देशभर के शोधकर्ताओं के लिए नैनोफैब्रिकेशन का उपयोग करते हुए प्रयोगात्मक शोध के लिए उपलब्ध कराया जा सके। इस परियोजना की प्रमुख विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:

• नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में व्यावहारिक प्रशिक्षण प्रदान करना।
• इन केंद्रों पर बाहरी उपयोगकर्ताओं के कार्यों के निष्पादन को सक्षम करके अनुसंधान में सहायता करना।
• अन्य भारतीय केंद्रों की शोध टीमों के साथ सहयोग करके नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में संयुक्त कार्यक्रम विकसित करना।
• नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में शोधकर्ताओं को एक मंच प्रदान करना ताकि वे एकत्रित होकर विशेषज्ञता का लाभ उठा सकें।
• नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में ज्ञान के व्यापक प्रसार के लिए नियमित कार्यशालाएँ आयोजित करना।

इस कार्यक्रम के तहत सभी R&D परियोजनाओं में मानव संसाधनों का निर्माण किया जा रहा है। INUP चरण II की शुरुआत मार्च 2014 में IISc बंगलोर और IIT बॉम्बे के CEN में की गई थी ताकि INUP में बाहरी उपयोगकर्ताओं की भागीदारी के माध्यम से नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में विशेषज्ञता और ज्ञान के निर्माण को सुगम बनाया जा सके और IISc और IITB में स्थापित सुविधाओं का उपयोग किया जा सके।

INUP की पहुँच को अधिक शोधकर्ताओं तक पहुँचाने के लिए नई और विस्तारित पहलों के माध्यम से उन्नत प्रशिक्षण और शोध के लिए विस्तारित किया जाएगा। अब तक लगभग 3000 मानव संसाधनों को प्रशिक्षित किया जा चुका है, 20 पेटेंट दायर किए गए हैं, 250 शोध पत्र प्रकाशित किए गए हैं और 150 Ph.D. थीसिस को इस कार्यक्रम के तहत समर्थन प्राप्त हुआ है।

आईआईटी दिल्ली में नॉन-सिलिकॉन आधारित नैनोफैब्रिकेशन और नैनोस्केल उपकरणों पर अनुसंधान पहल
इस परियोजना में आईआईटी दिल्ली में नैनोफैब्रिकेशन की सुविधा स्थापित करना शामिल है, जिसका उद्देश्य नैनोफैब्रिकेशन प्रक्रियाओं का विकास करना और उनका उपयोग नॉन-सिलिकॉन नैनोस्केल उपकरण बनाने के लिए करना है। इस परियोजना का उद्देश्य विशिष्ट अनुसंधान क्षेत्रों में चयनित उपकरण प्रोटोटाइप का निर्माण और प्रदर्शनी भी करना है।

एनआरएफ, आईआईटी दिल्ली

• पैथोजन पहचान
• जैव रासायनिक परीक्षणों के लिए निदान उपकरण
• पैंक्रियाटाइटिस जैसी बीमारियाँ
• कैंसर निदान के लिए मार्कर
• पूर्ण कोशिका पहचान के लिए सेंसर आदि।

इसी तरह, गले, हाइपोफरीनज और मौखिक कैंसर सामान्य हैं, संभवतः उत्तर पूर्व भारत में सुपारी (Areca nut) के सेवन और क्षारीय खाद्य पदार्थों के अधिक उपयोग के कारण। यह केंद्र उत्तर पूर्वी क्षेत्र के शोधकर्ताओं को नए अवसर प्रदान करेगा और स्थानीय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कम लागत वाले स्वास्थ्य और कृषि सेंसर का विकास करेगा।

आईआईटी मद्रास में नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (NEMS) और नैनोफोटोनिक्स केंद्र
इस परियोजना के अंतर्गत, नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (NEMS) और नैनोफोटोनिक्स के लिए एक केंद्र स्थापित किया गया है। केंद्र निम्नलिखित विशेष घटकों/उपकरणों/उप-प्रणालियों/प्रणालियों को प्राप्त करने के लिए अनुसंधान और विकास कर रहा है:

• RF Blade Nanoresonator
• Biomolecular Detection System using Silicon/ Silicon Nitride Nanoresonator and Nanoporous membrane based particle sensor
• Nanophotonics components/ systems based on Silicon on Insulator (SOI)
• Nanophotonics components/ systems based on GaAs/ AlGa
• Lamellar gratings for Fourier Transform Spectroscopy (FTS) Systems

इस परियोजना का उद्देश्य स्वास्थ्य, खाद्य सुरक्षा, संचार और सामग्री विज्ञान के क्षेत्रों में नैनोटेक्नोलॉजी को बढ़ावा देना है।

IIT Bombay में MEMS और NEMS के क्षेत्र में SMEs और स्टार्ट-अप के लिए Nano Fabrication Prototyping Facilities स्थापित करने का मुख्य उद्देश्य नैनो-सेनर्स की प्रोटोटाइपिंग और परीक्षण के लिए एक केंद्र स्थापित करना है और नैनो-स्केल उपकरणों के निर्माण के लिए एक सुविधा प्रदान करना है। यह सुविधा इंक्यूबेटर कंपनियों, उद्योग भागीदारों, IIT Bombay के शोधकर्ताओं और अन्य शैक्षणिक संस्थानों सहित सरकारी एजेंसियों को सक्षम बनाएगी। ऐसी सुविधा इन संस्थाओं को अपने उत्पादों को शोध प्रयोगशालाओं से बाजार में लाने में मदद करेगी। इस परियोजना से स्वास्थ्य देखभाल और पर्यावरण निगरानी के लिए उत्पादों का उत्पादन सुगम होने की अपेक्षा है।

NFP, IITB

National Physical Laboratory, New Delhi में Nano-metrology के लिए कैलिब्रेशन सुविधाएं स्थापित की गई हैं, जो नैनो रेंज में वोल्टेज, करंट, प्रतिरोध और चार्ज जैसे इलेक्ट्रिकल पैरामीटरों के माप के लिए राष्ट्रीय सुविधा के रूप में कार्य करेंगी।

IIT Kharagpur में एपिटैक्सियल ग्रोथ के लिए MBE Cluster Tools का विकास किया गया है। उच्च प्रदर्शन वाले RF/Microwave यौगिक सेमीकंडक्टर हेटरोस्टक्चर नैनो-डिवाइस के लिए MBE क्लस्टर टूल आधारित एपिटैक्सियल नैनो-सेमीकंडक्टर इन्फ्रास्ट्रक्चर सुविधा स्थापित की गई है। यह परियोजना Si पर Ge समृद्ध SiGe प्रक्रिया, Si पर आर्सेनाइड प्रक्रिया (GaAs), Si पर फॉस्फाइड प्रक्रिया (InP) और सिलिकॉन पर नाइट्राइड प्रक्रिया (GaN) विकसित करने पर केंद्रित है।

आईआईटी खड़गपुर में MBE क्लस्टर उपकरण

प्रमुख शोध परिणाम कुछ तकनीकें जो नैनो टेक्नोलॉजी कार्यक्रम के अंतर्गत आईआईएससी, आईआईटीबी, आईआईटीएम, आईआईटीडी में सफलतापूर्वक विकसित की गई हैं, उनमें शामिल हैं:

• डायबिटीज, एनीमिया और कुपोषण
• किडनी और लीवर रोगों की निगरानी प्रणाली

इलेक्ट्रोकेमिकल बायोसेंसर पर आधारित अनुसंधान के अंतर्गत, सेंटर फॉर नैनो साइंस एंड इंजीनियरिंग (CeNSE) में एक स्टार्ट-अप कंपनी PathShodh Healthcare Pvt Ltd की स्थापना की गई है। PathShodh ने एक ऐसी हैंडहेल्ड डिवाइस पेश की है जो डायबिटीज और इसके जटिलताओं, किडनी रोग, एनीमिया और लीवर संबंधित रोगों को मापने की क्षमता रखती है। इस उत्पाद को पहले ही फील्ड में लागू किया जा चुका है और यह वर्तमान में ISO 13485 और CE प्रमाणन की प्रक्रिया में है।

PathShodh की मौजूदा प्लेटफॉर्म तकनीक, "anuPath (TM)", को कई बायोमार्कर्स को मापने के लिए फिर से डिजाइन और मान्य करने का प्रस्ताव है ताकि COVID-19 का परीक्षण किया जा सके। चूंकि वर्तमान में दुनिया में COVID-19 के लिए कोई स्ट्रिप आधारित परीक्षण उपलब्ध नहीं है, एक डिस्पोजेबल परीक्षण स्ट्रिप का उपयोग करके एक नवीन रिसेप्टर रसायन के साथ अत्यधिक सटीक और संवेदनशील COVID-19 एंटीबॉडी (IgG और IgM) परीक्षण करने का प्रस्ताव है। यह परीक्षण छोटे फिंगर प्रिक रक्त के नमूने के साथ कम समय में और ELISA किट से कम लागत पर किया जा सकेगा। अधिक जानकारी के लिए विजिट करें: https://pathshodh.com/media.php

पोर्टेबल पॉलिमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) प्लेटफॉर्म NNetRA परियोजना के तहत, MeitY द्वारा वित्तपोषित, आईआईएससी ने रक्त संबंधित रोगों का पता लगाने के लिए एक PCR प्रणाली विकसित की है जो मलेरिया और अन्य रक्त संबंधित रोगों का पता लगाने के लिए है। यह प्रणाली PCR-थर्मल साइक्लर्स का उपयोग करती है, जो एडेप्टर चेन और फ्लोरेसेंस रीडर यूनिट के साथ मिलकर काम करती है। इसके लिए तकनीक को आईआईएससी में स्थापित स्टार्ट-अप Shanmukha Innovations Pvt. Ltd को व्यावसायिक उपयोग के लिए स्थानांतरित किया गया है। यह स्टार्ट-अप COVID-19 परीक्षण के लिए पोर्टेबल आणविक नैदानिक प्रयोगशाला का विकास करेगा।

COVID-19 परीक्षण के लिए मौजूदा RT-PCR के बजाय, यह PCR-थर्मल साइक्लर्स का उपयोग करता है, जो एडेप्टर चेन और फ्लोरेसेंस रीडर यूनिट के साथ मिलकर काम करता है, और इसे RT-PCR की मानक तकनीक के बराबर माना जाता है। यह प्रणाली केंद्रीय प्रयोगशालाओं की तुलना में 24-72 घंटे के मुकाबले कम समय में नमूनों की प्रक्रिया और परीक्षण करने की क्षमता प्रदान करेगी।

पोर्टेबल PCR प्रणाली

MeitY के NNetRA प्रोजेक्ट के तहत गैस सेंसर (कई पहचानित गैसों जैसे NO2, O2, N2H4 और H2 के लिए) का विकास IISc बेंगलुरु द्वारा निम्नलिखित परिणामों के साथ किया गया है:

• धातु ऑक्साइड गैस सेंसर प्रौद्योगिकी का नियमित उत्पादन के लिए स्केलिंग अप।
• धातु ऑक्साइड गैस सेंसर की दीर्घकालिक विश्वसनीयता मूल्यांकन।
• रणनीतिक क्षेत्रों और उद्योग के संभावित भागीदारों के साथ गैस सेंसर का क्षेत्र में तैनाती।

SCL, मोहाली को रणनीतिक अनुप्रयोगों के लिए NO2, O2, N2H4 और H2 सेंसर के विकास के लिए प्रौद्योगिकी दी गई है। इन सेंसर के क्षेत्र परीक्षण SHAR, श्रीहरिकोटा में पहले ही किए जा चुके हैं। ये सेंसर रेलवे कोचों में संभावित उपयोग के लिए भी क्षेत्र परीक्षण से गुजर रहे हैं। चूंकि N2 और O2 गैसें वेंटिलेटर में विभिन्न अनुपातों में मिश्रित होती हैं, इसलिए रोगी के फेफड़ों में वेंटिलेटर द्वारा धकेली गई गैस में O2 के सटीक सांद्रण को मापना महत्वपूर्ण है। बहुत कम समय में, 3D प्रिंटेड पैकेज का उपयोग करते हुए, प्रोजेक्ट टीम ने वेंटिलेटरों में उपयोग के लिए O2 गैस सेंसर चिप प्रदान करने में सफलता प्राप्त की। यह सेंसर चिप "ऑक्सीजन कंसंट्रेटर" पर एक अन्य प्रोजेक्ट में भी उपयोग की जा रही है, जो N2 गैस को एक झिल्ली में फ़िल्टर करके परिवेशी वायु से 100% ऑक्सीजन उत्पन्न करती है।

मलेरिया पहचान के लिए पोर्टेबल इमेजिंग फ्लो साइक्लोमीटर माइक्रोफ्लुइडिक चिप जिसमें PDMS/PC/PMMA पर चैनल होते हैं, का उपयोग रक्त कोशिका गणना के लिए फ्लो सायटोनमी सिस्टम में किया जाता है, जो कम से कम 20 L/min की दर से PS बीड्स/कोशिकाओं के प्रवाह का पता लगाता है। इसमें एक एकीकृत ऑप्टिकल सिस्टम होता है जिसमें लाइट एमिटिंग डायोड (LEDs) होते हैं, जिनकी नामांकित तरंगदैर्ध्य 633 nm और 488 nm होती है और पावर 10-20 mW होती है। माइक्रोफ्लुइडिक्स प्रौद्योगिकी का उपयोग करके दो प्रोटोटाइप विकसित किए गए हैं, एक मोबाइल फोन पर और दूसरा डिजिटल कैमरा प्लेटफॉर्म पर।

मिट्टी की नमी सेंसर

मिट्टी की नमी सेंसर के लिए दो प्रोटोटाइप विकसित और परीक्षण किए गए - एक तापमान पल्स प्रोब के साथ और दूसरा इलेक्ट्रोकेमिकल पोटेंशियल सिद्धांत के साथ। इसके अलावा, एक कैंटिलीवर आधारित मिट्टी की नमी सेंसर प्रणाली विकसित की गई है जिसमें वायरलेस कनेक्टिविटी है। कृषि प्रणालियों के लिए वायरलेस सेंसर नोड्स के उपकरणी पहलुओं पर आगे का कार्य जारी है।

विस्फोटक वाष्प सेंसर

पॉली (3-हेक्सिलथायोफीन) और Cu-tetraphenyl-porphyrin कॉम्पोजिट आधारित ऑर्गेनिक फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हुए विस्फोटक वाष्प सेंसर विकसित किया गया है। यह तकनीक विस्फोटकों के वाष्प का पता लगाने में सक्षम है।

पर्यावरण प्रदूषण निगरानी के लिए गैस सेंसर एरे

CO2 गैस को 350 ppm से 1000 ppm के रेंज में सेंस करने के लिए 4 तत्वों वाला मेटल ऑक्साइड गैस सेंसर एरे चिप विकसित किया गया है। यह सेंसर 4 सेंसर के लिए लगभग 50mW की बहुत कम शक्ति का उपभोग करता है और SO2, CO और NOx जैसी गैसों के प्रति चयनात्मक है। आयोनाइजिंग विकिरण का निर्धारण करने के लिए ऑर्गेनिक सेमीकंडक्टिंग सामग्री पर आधारित सेंसर का एक कम लागत वाला प्लेटफॉर्म प्रदर्शित किया गया है।

स्वास्थ्य देखभाल – सिलिकॉन लॉकेट

दिल की диагностиक के लिए एक वेब सक्षम प्रभावी और बुद्धिमान दूरस्थ स्वास्थ्य देखभाल प्रणाली का नाम 'सिलिकॉन लॉकेट' विकसित किया गया है।

MEMS दबाव सेंसर

1 mbar से 1 bar के रेंज में नैनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन MEMS दबाव सेंसर का डिज़ाइन, निर्माण और परीक्षण किया गया है।

न्यूरोइलेक्ट्रॉनिक्स

गेट ऑक्साइड के शीर्ष पर नैनो सुइयों के साथ ट्रांजिस्टर बनाने के लिए एक टॉप-डाउन प्रक्रिया विकसित की गई है, जो अंतरकोशीय क्रियाशीलता का पता लगाने में सक्षम है। यह प्रक्रिया नैनो सुई गेटेड FETs (NGFETs) का एरे बनाने में सक्षम है।

पर्यावरण गुणवत्ता के लिए एनवायरोबैट वायरलेस सेंसर

पर्यावरण निगरानी के लिए वायरलेस सेंसर का एक सिस्टम प्रोटोटाइप विकसित किया गया है, जिसमें निम्नलिखित क्षमताएँ शामिल हैं:

• CO, CO2, SO2, NO2, आर्द्रता, तापमान के लिए वास्तविक समय के सेंसर
• जीएसएम लिंक के माध्यम से सेंसर डेटा का वायरलेस ट्रांसमिशन
• डेटा लॉगिंग के लिए ऑन बोर्ड मेमोरी
• डेटा विश्लेषण और रेंडरिंग के लिए सर्वर साइड सॉफ़्टवेयर
• एनवायरोबैट नेटवर्क में तैनात प्रत्येक डिवाइस की जांच करना

पेटेंट्स

नैनोटेक्नोलॉजी डिविजन द्वारा प्रायोजित परियोजनाओं के तहत लगभग 70 पेटेंट दाखिल किए गए हैं। कुछ दाखिल किए गए पेटेंट निम्नलिखित हैं:

• “3, 4-ब-डाइहेटेरोपेंटेलीन पर आधारित रेजियोरेगुलर समाकलित पॉलीमर” अनिल कुमार, भारतीय पेटेंट।
• “थिनो[3,4-ब]थायोफीन पर आधारित रेजियोरेगुलर समाकलित कोपॉलीमर और इसके तैयारी की प्रक्रिया” अनिल कुमार, भारतीय पेटेंट।
• “निकेल (0) द्वारा उत्प्रेरित कुमाडा चेन ट्रांसफर पॉलीकंडेन्सेशन” अनिल कुमार, भारतीय पेटेंट।
• “उच्च चालकता और उच्च पारदर्शिता वाली पतली फिल्में प्राप्त करने की एक नवीन प्रक्रिया और इसे पारदर्शी चालक के रूप में उपयोग करने की संभावनाएँ” अनिल कुमार, स्मिता मुखर्जी, भारतीय पेटेंट।
• “नवीन समरूप निकेल (II) उत्प्रेरक” अनिल कुमार, भारतीय पेटेंट।
• “छवि-आधारित फ्लो साइटोमीटर द्वारा पदार्थों का विश्लेषण करने के लिए स्वचालित नैदानिक माइक्रोस्कोपी और इसकी एक विधि” साई शिव गॉर्थी और वीरेंद्र कल्याण जगन्नाध द्वारा। भारतीय अस्थायी पेटेंट।
• “डबल क्वांटम वेल एन्हांसमेंट मोड नाइट्राइड HEMT” भारतीय पेटेंट।
• “एक उन्नत आणविक बीम एपिटैक्सी बहु चेंबर क्लस्टर टूल और ग्रुप III-V सेमीकंडक्टर हेटरostructures के कई वृद्धि संयोजनों के लिए प्रक्रियाएँ” भारतीय पेटेंट।
• उच्च वोल्टेज हैंडलिंग क्षमताओं को FinFET तकनीकों में पेश करने के नवीन तरीके - अमेरिकी पेटेंट।
• सैंडविच टनलिंग बैरियर FET - अमेरिकी पेटेंट। एक N-TYPE टनल-FET डिवाइस जिसमें स्रोत पर तनावग्रस्त SiGe परत है - भारतीय पेटेंट।
• एक उप-थ्रेशोल्ड मजबूर प्लेट FET सेंसर जो जड़त्वीय विस्थापन को महसूस करता है, एक विधि और प्रणाली thereof - भारतीय पेटेंट।
• एक उप-थ्रेशोल्ड लचीला विक्षेपण FET सेंसर जो दबाव/बल को महसूस करता है, एक विधि और प्रणाली thereof - भारतीय पेटेंट।