भारतीय वैज्ञानिकों ने सुलझाई 70 साल से अनसुलझी पहेली, IIT मद्रास और IISC की टीम ने बनाया कार्बन फ्री मॉलिक्यूल

केमिस्ट्री की एक पूरी ब्रांच है, जिसे ऑर्गेनिक केमिस्ट्री कहते हैं, जो कार्बन और उसके कंपाउंड्स की स्टडी के लिए है।

आईआईटी मद्रास और बेंगलुरु के इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस के रिसर्चर्स ने एक नया कार्बन-फ्री मॉलिक्यूल बनाकर केमिस्ट्री में एक बड़ी कामयाबी हासिल की है। यह मॉलिक्यूल मशहूर कार्बन वाले फेरोसीन मॉलिक्यूल (Ferrocene Molecule) के अनोखे ‘सैंडविच’ स्ट्रक्चर की कॉपी जैसा है। इससे एक ऐसी समस्या हल हो गई है जो सात दशकों से वैज्ञानिकों को चुनौती दे रही थी।

‘सैंडविच’ आकारकामॉलिक्यूल

फेरोसीन की खोज 1950 के दशक की शुरुआत में हुई थी। यह कई मॉडर्न टेक्नोलॉजी में बहुत इस्तेमाल होने वाला कंपाउंड है, जिसके अनोखे स्ट्रक्चर (दो बड़े और चपटे कार्बन रिंग वाले मॉलिक्यूल्स के बीच ‘सैंडविच’ किया हुआ एक आयरन एटम) ने वैज्ञानिकों का बहुत ध्यान खींचा है। इसका इस्तेमाल दवाओं, बैटरी, एडवांस्ड मटीरियल्स और इलेक्ट्रॉनिक्स में होता है। दशकों से वैज्ञानिकों ने कार्बन के अलावा दूसरे एलिमेंट्स के साथ भी वैसे ही स्ट्रक्चर वाले मॉलिक्यूल्स बनाने की कोशिश की है, लेकिन कामयाब नहीं हो पाए।

केमिस्ट्री में कार्बन की एक खास जगह है। केमिस्ट्री की एक पूरी ब्रांच है, जिसे ऑर्गेनिक केमिस्ट्री कहते हैं, जो कार्बन और उसके कंपाउंड्स की स्टडी के लिए है। कार्बन बहुत अच्छे से खुद को और दूसरे एलिमेंट्स को मिलाकर बहुत स्टेबल बड़े और कॉम्प्लेक्स मॉलिक्यूल्स बनाता है। वैज्ञानिक यह जानने में दिलचस्पी रखते हैं कि क्या फेरोसीन का खास स्ट्रक्चर सिर्फ कार्बन रिंग्स के शामिल होने की वजह से था, या दूसरे एलिमेंट भी आपस में ऐसे ही सैंडविच स्ट्रक्चर बना सकते हैं।

भारतीय वैज्ञानिकों की बड़ी सफलता

दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने अलग-अलग कॉम्बिनेशन ट्राई किए लेकिन एक जैसा स्ट्रक्चर और स्टेबिलिटी वाला सच में कार्बन-फ्री मॉलिक्यूल नहीं बनाया जा सका। अब IIT मद्रास के रिसर्चर्स के एक समूह ने (सुंदरगोपाल घोष और स्मृति महापात्रा की लीडरशिप में) इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस, बेंगलुरु के एलुवाथिंगल जेमिस के साथ मिलकर ठीक यही करने में कामयाबी हासिल की है। उन्होंने एक नया मॉलिक्यूल डिजाइन किया है जिसके सेंटर में आयरन की जगह ऑस्मियम है, जो कार्बन रिंग्स की जगह दो बोरोन-बेस्ड रिंग्स के बीच ‘सैंडविच’ है। इसका स्ट्रक्चर फेरोसीन जैसा ही है लेकिन पूरी तरह से कार्बन-फ्री है। इस खोज के बारे में साइंस जर्नल में बताया गया है, जो दुनिया के सबसे जाने-माने साइंटिफिक पब्लिकेशन्स में से एक है।

भविष्यमेंसंभावनाएँ

इस खोज को मुख्य रूप से एक एकेडमिक ब्रेकथ्रू के तौर पर देखा जा रहा है। इसके पोटेंशियल एप्लीकेशन्स की अभी भी जांच की जा रही है। सुंदरगोपाल घोष ने बताया, “यह बहुत दिलचस्प और बड़ी कामयाबी है। यह एक ऐसे सवाल का जवाब देता है जिसमें वैज्ञानिक बहुत लंबे समय से दिलचस्पी रखते थे। यह नए मटीरियल डिजाइन करने की नई संभावनाएं खोलता है जिनमें खास प्रॉपर्टीज हो सकती हैं। उन संभावनाओं को अभी भी खोजा जा रहा है।”

शुरुआती जांच से पता चला है कि नया मॉलिक्यूल स्ट्रक्चर के हिसाब से स्टेबल है और ऑस्मियम और बोरोन रिंग्स के बीच बॉन्डिंग बहुत मजबूत है, जो इसे फेरोसीन से ज्यादा मजबूत बना सकता है।

मेडिकल और फार्मास्युटिकल क्षेत्र में संभावित उपयोग

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT) मद्रास और भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc) बेंगलुरु के वैज्ञानिकों द्वारा खोजा गया यह कार्बन-फ्री (अकार्बनिक) फेरोसीन मेडिकल और फार्मास्युटिकल क्षेत्र में बेहद क्रांतिकारी साबित हो सकता है। चिकित्सा जगत में इसके संभावित उपयोग निम्नलिखित हैं:

• सटीक दवा वितरण (Targeted Drug Delivery): फेरोसीन की तरह ही इसके कार्बन-मुक्त एनालॉग का उपयोग नैनो-कैरियर के रूप में किया जा सकता है। इसके जरिए कैंसर रोधी या अन्य महत्वपूर्ण दवाओं को सीधे शरीर के प्रभावित अंगों तक पहुंचाया जा सकता है, जिससे स्वस्थ कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुंचता। [1]
• एंटी-कैंसर दवाएं: पारंपरिक फेरोसीन आधारित यौगिकों (जैसे फेरोसिफेन) का उपयोग कैंसर कोशिकाओं को नष्ट करने में बहुत प्रभावी माना जाता है। कार्बन-मुक्त फेरोसीन का उपयोग करके वैज्ञानिक ऐसी नई दवाएं विकसित कर सकते हैं जो कम विषैली (less toxic) हों और कैंसर के इलाज में अधिक सुरक्षित हों।
• बेहतर बायो-सेंसर (Advanced Biosensors): इस नए अणु के अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक और स्थिर गुणों का उपयोग शरीर में ग्लूकोज, कोलेस्ट्रॉल या अन्य बायो-मार्कर्स की सटीक और तुरंत जांच करने वाले एडवांस मेडिकल सेंसर बनाने में किया जा सकता है।
• इमेजिंग और डायग्नोस्टिक्स: इस अणु के चुंबकीय (magnetic) और रेडिओलोजीकल गुणों का उपयोग एमआरआई (MRI) स्कैनिंग या अन्य मेडिकल इमेजिंग तकनीकों में कंट्रास्ट एजेंट के रूप में किया जा सकता है, जिससे शरीर के आंतरिक अंगों की स्पष्ट तस्वीरें प्राप्त होंगी।

यह खोज दवाओं के निर्माण में स्थिरता लाने और शरीर में उनके अवशोषण (absorption) को सुधारने में एक नई दिशा प्रदान करेगी।

निष्कर्ष

आईआईटी मद्रास और आईआईएससी बेंगलुरु के वैज्ञानिकों की यह खोज केवल एक नया मॉलिक्यूल बनाने तक सीमित नहीं है, बल्कि यह आधुनिक केमिस्ट्री के लिए एक बड़ा वैज्ञानिक breakthrough मानी जा रही है। लगभग 70 वर्षों से वैज्ञानिक जिस कार्बन-फ्री “सैंडविच स्ट्रक्चर” वाले मॉलिक्यूल को बनाने की कोशिश कर रहे थे, उसे भारतीय रिसर्चर्स ने सफलतापूर्वक संभव कर दिखाया।

इस खोज ने यह साबित कर दिया कि फेरोसीन जैसा स्थिर और शक्तिशाली स्ट्रक्चर केवल कार्बन पर निर्भर नहीं है, बल्कि दूसरे एलिमेंट्स के साथ भी वैसा ही मजबूत molecular structure बनाया जा सकता है। इससे भविष्य में नए advanced materials, बेहतर electronics, high-performance batteries और modern medicines विकसित करने के रास्ते खुल सकते हैं।

सबसे बड़ी बात यह है कि यह उपलब्धि भारत की वैज्ञानिक क्षमता और रिसर्च पावर को दुनिया के सामने और मजबूत तरीके से पेश करती है। आने वाले समय में यह खोज chemistry और material science की दुनिया में कई नई discoveries की नींव बन सकती है।