1965 में, इंटेल के सह-संस्थापक गॉर्डन मूर ने कंप्यूटिंग के बारे में एक भविष्यवाणी की थी जो आज तक सच है। मूर का नियम, जैसा कि ज्ञात था, अनुमान लगाया गया था कि ट्रांजिस्टर की संख्या हम एक सर्किट पर रटना करने में सक्षम होंगे- और, जिससे हमारे कंप्यूटरों की प्रभावी प्रसंस्करण गति - लगभग हर दो साल में दोगुनी हो जाएगी। उल्लेखनीय रूप से पर्याप्त है, यह नियम लगभग 50 वर्षों के लिए सटीक रहा है, लेकिन ज्यादातर विशेषज्ञ अब अनुमान लगाते हैं कि यह विकास दशक के अंत तक धीमा हो जाएगा।
किसी दिन, सिलिकॉन अर्धचालकों को बनाने के लिए एक कट्टरपंथी नया दृष्टिकोण इस दर को जारी रखने में सक्षम हो सकता है - और इसे गति भी दे सकता है। इस महीने के प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज में प्रकाशित एक अध्ययन में विस्तृत रूप से, सांता बारबरा और अन्य जगहों पर कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने उपन्यास अर्धचालक संरचनाओं का निर्माण करने वाले एंजाइमों के उत्पादन के लिए विकास की प्रक्रिया का दोहन किया है।
"यह प्राकृतिक चयन जैसा है, लेकिन यहाँ, यह कृत्रिम चयन है, " डैनियल मोर्स, UCSB में प्रोफेसर एमेरिटस और अध्ययन के सह-लेखक, एक साक्षात्कार में कहा। समुद्री स्पंज में पाए जाने वाले एक एंजाइम को लेने और उसे कई रूपों में परिवर्तित करने के बाद, "हमने एक मिलियन उत्परिवर्ती डीएनए में से एक का चयन किया है जो अर्धचालक बनाने में सक्षम है।"
पहले के एक अध्ययन में, मोर्स और अनुसंधान दल के अन्य सदस्यों ने सिलिकेट-एक प्राकृतिक एंजाइम की खोज की थी, जिसका इस्तेमाल समुद्री स्पंजों द्वारा उनके सिलिका कंकाल के निर्माण में किया जाता था। खनिज, जैसा कि होता है, सेमीकंडक्टर कंप्यूटर चिप्स के निर्माण खंड के रूप में भी कार्य करता है। "हम तो सवाल पूछा- क्या हम आनुवंशिक रूप से एंजाइम की संरचना को इंजीनियर कर सकते हैं ताकि अन्य खनिजों और अर्धचालकों को सामान्य रूप से जीवित जीवों द्वारा उत्पादित नहीं किया जा सके?" मोर्स ने कहा।
इसे संभव बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने अलग किया और स्पंज के डीएनए के हिस्से की कई प्रतियां बनाईं जो सिलिकेटिन के लिए कोड हैं, फिर जानबूझकर डीएनए में लाखों विभिन्न उत्परिवर्तन शुरू किए। संयोग से, इनमें से कुछ की संभावना सिलिकेट के उत्परिवर्ती रूपों से होगी जो सिलिका के बजाय विभिन्न अर्धचालकों का उत्पादन करेंगे - एक प्रक्रिया जो प्राकृतिक चयन को दर्शाती है, यद्यपि बहुत कम समय के पैमाने पर, और योग्यतम के उत्तरजीविता के बजाय मानव पसंद द्वारा निर्देशित। ।
मूल एंजाइम को समुद्री स्पंज से लिया गया था, जो इसका उपयोग अपने सिलिका कंकाल बनाने के लिए करते हैं। (फोटो विकिमीडिया कॉमन्स / हेंस ग्रोब के माध्यम से) सिलिकेट डीएनए के कौन से उत्परिवर्तित रूपों से वांछित अर्धचालकों तक ले जाया जाएगा, यह जानने के लिए कि डीएनए को कोशिका के आणविक तंत्र के माध्यम से व्यक्त किया जाना चाहिए। "समस्या यह थी कि, हालांकि सिलिका जीवित कोशिकाओं के लिए अपेक्षाकृत हानिरहित है, कुछ अर्धचालक जो हम उत्पादन करना चाहते हैं वे विषाक्त होंगे, " मोर्स ने कहा। "इसलिए हम जीवित कोशिकाओं का उपयोग नहीं कर सकते थे - हमें कोशिकाओं के लिए एक सिंथेटिक सरोगेट का उपयोग करना था।" कोशिकाओं के लिए एक कृत्रिम प्रतिस्थापन के रूप में, टीम ने प्लास्टिक के मोतियों के आसपास गठित पानी के छोटे बुलबुले का इस्तेमाल किया। समुद्री स्पंज डीएनए का एक अलग रूप लाखों मनकों में से प्रत्येक से जुड़ा हुआ था, और डीएनए में एंजाइम के रूप में व्यक्त किए जाने वाले रसायनों को पानी में शामिल किया गया था।
इसके बाद, प्लास्टिक बीड "कोशिकाओं" को तेल में रखा गया था, जो एक कृत्रिम कोशिका झिल्ली के रूप में काम करता था। मोतियों को तब एक घोल में डाला जाता था, जिसमें म्यूटेंट एंजाइमों के लिए आवश्यक रसायन (सिलिकॉन और टाइटेनियम) शामिल होते थे जो मोतियों के बाहर अर्धचालक खनिजों का निर्माण शुरू करते थे।
एंजाइमों को खनिज बनाने का काम करने के लिए कुछ समय की अनुमति देने के बाद, मोतियों को एक लेजर बीम के माध्यम से पारित किया गया था, एक सेंसर के बगल में जो स्वचालित रूप से पता लगाया गया था कि वांछित अर्धचालक (सिलिकॉन डाइऑक्साइड या टाइटेनियम डाइऑक्साइड) में से किसी एक को पारित किया गया था। इसके बाद, सफल मोतियों- जिनके पास इन अर्धचालकों को उनके बाहरी हिस्सों पर संचित किया गया था, खुले खुले थे ताकि उत्परिवर्ती डीएनए को अलग किया जा सके और इसके प्रभाव की पुष्टि की जा सके।
वर्तमान में कंप्यूटर चिप्स के उत्पादन में सिलिकॉन डाइऑक्साइड के विभिन्न रूपों का उपयोग किया जाता है, जबकि टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग सौर कोशिकाओं के निर्माण में किया जाता है। जैविक एंजाइमों और निर्देशित विकास का उपयोग करके इन जैसे पदार्थों का उत्पादन पहले होता है।
हालांकि यह निश्चित रूप से इसका मतलब यह नहीं है कि शोधकर्ताओं ने कंप्यूटर चिप्स को बाहर पंप करने वाले सेल थे, यह अर्धचालक बनाने की एक नई विधि को इंगित करता है। प्रयोग में उत्परिवर्ती एंजाइमों द्वारा किए गए अर्धचालक, मोर्स ने कहा, "पहले कभी प्रकृति में उत्पादन नहीं किया गया है, और पहले कभी एक एंजाइम द्वारा उत्पादित नहीं किया गया है, लेकिन वे वर्तमान में सभी प्रकार के संचार और सूचना प्रसंस्करण के लिए उद्योग में उपयोग किए जाते हैं। सड़क के नीचे कुछ साल, अर्धचालक के नए और विशेष रूप इस विधि का उपयोग करके उत्पादित किए गए हैं, जो गॉर्डन मूर की भविष्यवाणी को सही साबित करने में भी भूमिका निभा सकते हैं।
