வளர்ந்து வரும் புதிய தொழில்நுட்பம் ‘பிளாஸ்மா’

பொருட்கள் சாதாரணமாக மூன்று நிலைகளில் காணப்படுகின்றன. அவை திட நிலை, திரவ நிலை மற்றும் வாயு நிலை ஆகும்.

உதாரணமாக, தண்ணீரை எடுத்துக்கொண்டால் அது திரவநிலையில் உள்ளது. அதன் வெப்பநிலையை குறைத்து குளிர்விக்கும் போது திட நிலையில் உள்ள ஐஸ்கட்டியாக மாறுகிறது. தண்ணீரை சூடேற்றும்போது அது வாயுநிலையில் நீராவியாக மாறுகிறது. இவ்வாறு பொருட்கள் மூன்று நிலைகளில் காணப்படுவதையே நாம் அறிவோம்.

இது தவிர நான்காம் நிலை ஒன்று உள்ளது. அதை ‘பிளாஸ்மா’ நிலை என்று அழைக்கிறார்கள். அது திட, திரவ, வாயு நிலை அல்லாத ஒரு புதிய நிலை ஆகும். வாயுநிலையில் உள்ள ஒரு பொருளை அதிகமாக சூடுபடுத்தும் போது பிளாஸ்மா நிலை உருவாகிறது.

ஒரு வாயுவை இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையே எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். பின்னர் அதிக மின்ஆற்றலை செலுத்த வேண்டும். இப்போது அதிக அளவில் வெப்பம் உருவாகி 15 ஆயிரம் டிகிரி வெப்பநிலையை அடைகிறது. இந்த அதிக வெப்பநிலையில் வாயுவில் உள்ள மூலக்கூறுகள் அணுக்களாகவும் மற்றும் எலக்ட்ரான்களாகவும் பிரிகின்றன.

அப்போது உருவாகும் கலவை பாகு போன்ற தன்மை கொண்ட திரவம் போல் காணப்படுகிறது. இக்கலவை வாயுக்களை போல் அல்லாமல், மின்சாரத்தை கடத்துகிறது. அதே நேரம் காந்தத்தன்மையும் கொண்டது. இது ஒரு புதிய நிலை ஆகும். இதையே பொருட்களின் நான்காம் நிலை என்னும் ‘பிளாஸ்மா’ என்ற பெயரால் அழைக்கிறோம்.

இயற்கையில் பிளாஸ்மா உள்ளதா? என்ற கேள்வி எழலாம். வானில் தோன்றும் மின்னல் இயற்கையில் காணப்படும் பிளாஸ்மா ஆகும். பூமியைச் சுற்றி காணப்படும் அயனி மண்டலமும் பிளாஸ்மா ஆகும். சூரியன் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் வெளியேற்றும் ஒளியினால் அண்டவெளியில் உள்ள வாயுக்கள் வெப்பமடைந்து பிளாஸ்மா நிலையை அடைகின்றன. இதனால் அண்டவெளி எப்போதும் பிளாஸ்மா நிலையிலேயே உள்ளது.

இத்தகைய பிளாஸ்மாவை சோதனை சாலைகளில் எவ்வாறு உருவாக்க முடியும்? என்பதை பார்க்கலாம். பொதுவாக பிளாஸ்மா என்பது குளிர் பிளாஸ்மா, வெப்ப பிளாஸ்மா என இரு வகையாக அறியப்படுகிறது. வெப்ப பிளாஸ்மாவை உருவாக்கும் முறையை அறிந்து கொள்வோம். வாயுக்களை அதிகமாக சூடுபடுத்தும்போது அயனிகளும் எலக்ட்ரான்களும் உருவாகின்றன. இவைகளுக்கு இடையேயான வெப்ப வித்தியாசம் மிக குறைவாக இருக்கும். அதனால் வெப்பநிலை 15 ஆயிரம் டிகிரி வரை உயர்கிறது. இதனையே வெப்ப பிளாஸ்மா என்று அழைக்கிறோம்.

மாறாக குறைந்த வெப்ப ஆற்றலைக் கொண்டு பிளாஸ்மாவை உருவாக்கும்போது அயனிகளுக்கும் எலக்ட்ரான்களுக்கும் இடையே உள்ள வெப்ப வித்தியாசம் அதிகமாகிறது. எலக்ட்ரான்கள் அதிக வெப்பத்துடனும், அயனிகள் குறைந்த வெப்பத்துடனும் இருக்கும். அதனால் அத்தகைய பிளாஸ்மா குறைந்த வெப்பத்துடன் காணப்படுகிறது. இவை குளிர் பிளாஸ்மா என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அண்டவெளி இயற்கையாக காணப்படும் குளிர் பிளாஸ்மாவுக்கான எடுத்துக் காட்டாகும். வெப்ப பிளாஸ்மாக்கள் உலோக ஆக்ஸைடுகள், கார்பைடுகள், நைட்ரைடுகள் மற்றும் நானோ துகள்கள் உருவாக்கவும் மேற்பூச்சுகளிலும் பயன்படுகின்றன.

பிளாஸ்மாக்கள் மனித இனத்திற்கு எந்த வகையில் உதவுகின்றன என்பதனை சற்று விரிவாக பார்க்கலாம். மருத்துவமனைகளில் இருந்து வெளியேற்றப்படும் கழிவுகளை எவ்வாறு அழிப்பது என்பது ஒரு மிகப்பெரிய பிரச்சினையாகும். இத்தகைய நச்சுக் கழிவுகள் தற்சமயம் அதிக வெப்பத்தை செலுத்தி எரிக்கப்படுகின்றன. அவ்வாறு எரிக்கப்படும் போது வெளியேறும் வாயுக்கள் நச்சுத் தன்மை கொண்டதாக இருப்பதால், சுற்றுப்புறத்திற்கும் மனிதர்களுக்கும் கெடுதல் உண்டாக்குகின்றன. மருத்துவமனை கழிவுகளை எரிப்பதற்கு வெப்ப பிளாஸ்மா பயன்படுகின்றது. இந்த முறையில் நச்சு வாயுக்கள் வெளியேறுவதில்லை. எனவே இது பாதுகாப்பான தொழில்நுட்ப முறையாகும்.

நுண்ணுயிர் கிருமிகளால் பல்வேறு பாதிப்புகள் உருவாவதை நாம் அறிவோம். இத்தகைய நுண்ணுயிர்களை அழிக்கும் பணியில் குளிர் பிளாஸ்மாக்கள் பயன்படுகின்றன. மருத்துவமனைகளில் நோயாளிகளின் புண்களுக்கு போடும் கட்டுகள் நுண்ணுயிரிகளால் பாதிக்கப்படாமல் இருப்பதற்கு பிளாஸ்மா உதவுகிறது.

பிளாஸ்மா கதிர்களால் நுண்ணுயிர்கள் பரவுவது தடுக்கப்படுகிறது. விவசாயத் துறையிலும் குளிர் பிளாஸ்மாவை பயன்படுத்த முடியும். விதைகள் அதிக அளவில் முளைப்பதற்கும், பூச்சிகளால் தாக்கப்படாமல் பாதுகாப்பதற்கும் குளிர் பிளாஸ்மாவின் கதிர்வீச்சு பயன்படுகின்றது. மற்ற கதிர்வீச்சுக்களைபோல விதைகளின் தன்மையை இது மாற்றுவதில்லை. அதோடு விதைகள் அதிக நீரை உறிஞ்சுவதற்கும் இது உதவுகின்றது. இதனால் அதிக அளவில் விதைகள் முளைக்கின்றன.

பிளாஸ்மா கதிர் வீச்சின் மூலம் எளிதில் கெட்டுப் போகும் உணவுப் பொருட்களை அதிக நாட்கள் கெட்டுப்போகாமல் பாதுகாக்க முடியும். பிளாஸ்மா கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுத்தப்பட்ட உணவுப்பொருள்களில் புரோட்டீன், கார்போஹைட்ரேட்டுகள், வைட்டமின்கள் போன்ற சத்துகள் கொஞ்சம் கூட குறையாமல் அப்படியே இருக்கும்.

இதே போல, குடிநீரை சுத்தப்படுத்துவதற்கும் பிளாஸ்மாவை பயன்படுத்த முடியும். பிளாஸ்மா டார்ச் என்ற கருவியின் மூலம் ஒரு பாத்திரத்தில் உள்ள தண்ணீர் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது. இது வெளிநாடுகளில் பயன்பாட்டில் உள்ளது. இத்தகைய பிளாஸ்மா டார்ச்சுகள் இன்னும் சிறிது காலத்தில் நமது நாட்டிலும் பயன்படுத்தப்படும் என்று எதிர்பார்க்கலாம்.

பிளாஸ்மா ஆராய்ச்சி மையம் இந்தியாவில் மத்திய அரசின் உதவியுடன் குஜராத்திலுள்ள காந்தி நகரில் இயங்கி வருகின்றது. பிளாஸ்மா தொழில்நுட்பத்தை அதிக அளவில் செயல்படுத்துவதற்கான வழிகளை மத்திய அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்துறை ஊக்கப்படுத்தி வருகிறது.

பிளாஸ்மா தொழில்நுட்பம் இந்தியாவில் ஒரு சில இடங்களில் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதனை நிறுவுவதற்கு ஏற்படும் செலவுகளும் பிளாஸ்மா துறை அதிக அளவில் விரிவடையாததற்கு ஒரு காரணமாகும். வரும் காலங்களில் இந்தியாவிலும் பிளாஸ்மாவின் பயன்பாடு அதிகரிக்கும் நிலை உருவாகும் என்று எதிர்பார்க்கிறோம்.