खाद्य सुपरकैपेसिटर क्या होते हैं?

खाद्य सुपरकैपेसिटर एक नए प्रकार का विद्युत घटक है जो ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है। पारंपरिक सुपरकैपेसिटर के विपरीत, जो एल्युमिनियम या ग्राफीन जैसी सामग्रियों से बने होते हैं, खाद्य सुपरकैपेसिटर पनीर, अंडे, जिलेटिन और गेटोरेड जैसी खाद्य सामग्री से बने होते हैं।

खाद्य सुपरकैपेसिटर कैसे बनाए जाते हैं?

खाद्य सुपरकैपेसिटर बनाने के लिए, शोधकर्ता अंडे की सफेदी को कार्बन पेलेट्स के साथ मिलाते हैं, फिर पानी और अधिक अंडे की सफेदी मिलाते हैं। वे इस मिश्रण को खाद्य सोने की पन्नी के एक टुकड़े पर लगाते हैं। फिर वे अंडे और कार्बन से ढकी हुई सोने की पन्नी के साथ पनीर का एक टुकड़ा और जिलेटिन की एक शीट को परत करते हैं। उसके ऊपर, वे सूखे समुद्री शैवाल का एक वर्ग जोड़ते हैं, जिसे एनर्जी ड्रिंक की बूंदों से भिगोया गया है। वे उन्हीं सामग्रियों को और अधिक एक साथ रखते हैं और उन्हें एक सीलिंग मशीन में सील कर देते हैं।

खाद्य सुपरकैपेसिटर के अनुप्रयोग

चिकित्सा क्षेत्र में खाद्य सुपरकैपेसिटर के व्यापक संभावित अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, उनका उपयोग छोटे कैमरों को चलाने के लिए किया जा सकता है जिन्हें पाचन तंत्र के खोजी परीक्षण करने के लिए निगला जा सकता है। उनका उपयोग पेट के कुछ विशिष्ट क्षेत्रों में कुछ विशेष पोषक तत्वों या दवाइयों को पहुंचाने के लिए भी किया जा सकता है।

खाद्य सुपरकैपेसिटर के लाभ

पारंपरिक अंतर्ग्रहणीय इलेक्ट्रॉनिक्स की तुलना में खाद्य सुपरकैपेसिटर के कई फायदे हैं। सबसे पहले, वे पूरी तरह से अविषाक्त होते हैं। दूसरा, उन्हें पाचन तंत्र से बाहर निकालने की आवश्यकता नहीं होती है, जो उन रोगियों के लिए एक फायदा है जिन्हें गोलियां निगलने में कठिनाई होती है। तीसरा, उन्हें बहुत छोटा बनाया जा सकता है, जिससे उन्हें निगलना आसान हो जाता है।

चुनौतियाँ और भविष्य की दिशाएँ

खाद्य सुपरकैपेसिटर के विकास का सामना करने वाली चुनौतियों में से एक उनका आकार है। अभी तक, उपकरण केचप पैकेट के आकार के होते हैं। शोधकर्ता ऐसे छोटे उपकरण विकसित करने पर काम कर रहे हैं जिन्हें अधिक आसानी से निगला जा सकेगा।

एक और चुनौती लंबे समय तक काम करने वाले खाद्य सुपरकैपेसिटर विकसित करने की आवश्यकता है। वर्तमान उपकरण केवल कुछ घंटों के लिए ही काम कर सकते हैं, लेकिन शोधकर्ता ऐसे उपकरण विकसित करने पर काम कर रहे हैं जो कई दिनों या हफ्तों तक भी काम कर सकें।

इन चुनौतियों के बावजूद, खाद्य सुपरकैपेसिटर में अंतर्ग्रहणीय इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में क्रांति लाने की क्षमता है। वे पारंपरिक उपकरणों की तुलना में कई लाभ प्रदान करते हैं और शोधकर्ता उनके विकास के सामने आने वाली चुनौतियों को दूर करने में प्रगति कर रहे हैं।

अतिरिक्त जानकारी

• खाद्य सुपरकैपेसिटर पर शोध एडवांस्ड मटेरियल्स टेक्नोलॉजीज जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
• शोधकर्ताओं की टीम का नेतृत्व एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर हांगकिंग जियांग ने किया था।
• खाद्य सुपरकैपेसिटर ई. कोलाई बैक्टीरिया को मारने में प्रभावी साबित हुए हैं।
• खाद्य सुपरकैपेसिटर का उपयोग पेट के कुछ विशिष्ट क्षेत्रों में दवाएं पहुंचाने के लिए किया जा सकता है।
• खाद्य सुपरकैपेसिटर अभी भी विकास के अधीन हैं, लेकिन उनमें अंतर्ग्रहणीय इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में क्रांति लाने की क्षमता है।

डिवाइस अवलोकन

शोधकर्ताओं ने एक अभूतपूर्व डिवाइस विकसित किया है जो कोविड-19 का कारण बनने वाले वायरस SARS-CoV-2 को हवा में पाँच मिनट के भीतर तेजी से पहचान सकता है। इस प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट डिटेक्टर में सार्वजनिक स्थलों पर हवा में मौजूद वायरस की निगरानी और प्रबंधन के हमारे तरीके में क्रांति लाने की क्षमता है।

यह डिवाइस, जिसे एक गीला चक्रवात एयरोसोल सैंपलर के रूप में जाना जाता है, अल्जाइमर रोगियों के दिमाग में एक प्रोटीन का पता लगाने के लिए उपयोग किए जाने वाले पिछले डिवाइस से प्रेरित एक अनोखे डिजाइन का उपयोग करता है। यह 1,000 लीटर प्रति मिनट की दर से हवा खींचता है, इसे एक चक्रवात की तरह घुमाकर तरल घोल में वायरल कणों को फँसाता है।

पहचान तंत्र

पाँच मिनट के बाद, नैनोबॉडी से जुड़े एक इलेक्ट्रोड से बना एक बायोसेंसर, लामा से प्राप्त प्रतिरक्षा प्रणाली प्रोटीन, घोल का विश्लेषण करने के लिए उपयोग किया जाता है। इन नैनोबॉडी में कोरोनावायरस के स्पाइक प्रोटीन के लिए एक उल्लेखनीय आकर्षण है, जो उन्हें वायरस की उपस्थिति का पता लगाने की अनुमति देता है।

फिर सेंसर के माध्यम से एक विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, जिससे स्पाइक प्रोटीन इलेक्ट्रॉन खो देते हैं। जब एक दूसरा सेंसर इस परिवर्तन का पता लगाता है, तो डिवाइस SARS-CoV-2 की उपस्थिति की पुष्टि करता है।

शुद्धता और अनुप्रयोग

नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि यह डिवाइस हवा में किसी भी कोरोनावायरस वेरिएंट का पता लगाने में 77 से 83 प्रतिशत सटीक है। यह केवल पाँच मिनट के भीतर दो कोविड पॉजिटिव रोगियों के अपार्टमेंट में वायरस का सफलतापूर्वक पता लगाने में भी सक्षम था।

डिवाइस के स्वास्थ्य सेवा और सार्वजनिक स्वास्थ्य सेटिंग्स में व्यापक अनुप्रयोग हो सकते हैं। इसका उपयोग अस्पतालों, शॉपिंग मॉल, हवाई अड्डों और अन्य सार्वजनिक स्थानों में वायरस को स्कैन करने के लिए किया जा सकता है, जिससे उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों की पहचान करने और संक्रमण नियंत्रण उपायों को सूचित करने में मदद मिलती है।

लागत और भविष्य की संभावनाएँ

एक प्रयोगशाला में डिवाइस बनाने की वर्तमान लागत 1,400 से 1,900 डॉलर के बीच होने का अनुमान है। हालाँकि, शोधकर्ताओं का मानना है कि और विकास के साथ, माइक्रोवेव के आकार के डिटेक्टर को अन्य हवा में मौजूद वायरस को स्कैन करने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है।

टीम वर्तमान में उसी तकनीक का उपयोग करके इन्फ्लूएंजा, RSV और अन्य रोगजनकों का पता लगाने की क्षमता का पता लगा रही है। उनका मानना है कि इस डिवाइस में हवा में मौजूद वायरस की निगरानी और प्रबंधन के हमारे तरीके में क्रांति लाने की क्षमता है, जिससे बेहतर सार्वजनिक स्वास्थ्य परिणाम प्राप्त होंगे।

अतिरिक्त विशेषताएँ और लाभ:

• डिवाइस को पोर्टेबल और उपयोग में आसान बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे विभिन्न सेटिंग्स में तेजी से तैनाती की जा सके।
• यह वास्तविक समय का पता लगाने की सुविधा प्रदान करता है, समय लेने वाले पीसीआर परीक्षण की आवश्यकता को समाप्त करता है।
• नैनोबॉडी-आधारित सेंसर अत्यधिक संवेदनशील और विशिष्ट है, जो सटीक वायरस पहचान की अनुमति देता है।
• चक्रवात जैसा कण प्रक्षेपवक्र हवा से वायरल कणों को कुशलतापूर्वक पकड़ना सुनिश्चित करता है।
• डिवाइस की कम लागत इसे सार्वजनिक सेटिंग्स में व्यापक कार्यान्वयन के लिए व्यवहार्य बनाती है।