‘நானோ’ அறிவியல் புரியும் விந்தைகள்...!

நானோ டெக்னாலஜி என்றால் என்ன, இன்றைய காலக்கட்டத்தில், நானோ டெக்னாலஜி, மனித சமுதாயத்திற்கு எவ்வாறு பயனளிக்கிறது என்பதைப் பற்றி இங்கு பார்ப்போம்.

அடிப்படை இயற்பியலில் நீளத்தை மீட்டர் எனவும், எடையை கிலோ கிராம் எனவும், நேரத்தை வினாடி எனவும், மின்னோட்டத்தை ஆம்பியர் எனவும், மின்னழுத்தத்தை வோல்ட் எனவும் அளக்கிறோம். இதில் சிறிய அளவுகளை, அதாவது ஆயிரத்தில் ஒரு பகுதியை மில்லி என்றும், 10 லட்சத்தில் ஒரு பகுதியை மைக்ரோ என்றும், 100 கோடியில் ஒரு பகுதியை நானோ என்றும் அழைக்கிறோம். நீளம் அல்லது தடிமன், நானோ மீட்டர் அளவில் இருக்கும் பொருட்கள் நானோ பொருட்கள் (நானோ மெட்டீரியல்) என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

20-ம் நூற்றாண்டின் சூப்பர் தொழில்நுட்பம் எலக்ட்ரானியல் (எலக்ட்ரானிக்ஸ்) என்றால் 21-ம் நூற்றாண்டின் தொழில்நுட்பம் நானோ தொழில்நுட்பம் (நானோ டெக்னாலஜி) ஆகும். நானோ அறிவியல் எங்கெல்லாம் பயன்படுகிறதோ அங்கெல்லாம் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி புதுமையான உபயோகமான எண்ணற்ற பயன்பாடுகள் காணப்படுகின்றன. விவசாயம், தகவல் தொழில்நுட்பம், சுகாதாரம், மருத்துவம், வாகனத் தொழில்நுட்பம், ஆற்றல், கணிப்பொறியியல், மின்னணுவியல், விண்ணியல், அச்சுத் தொழில், சுற்றுச்சூழல், இயற்பியல், வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் போன்ற அனைத்துத் துறைகளிலும், ஓர் அறிவியல் புரட்சியையே ஏற்படுத்தி, அனைவரையும் பிரமிக்க வைத்துள்ளது.

நானோ அறிவியலின் பயன்பாடுகள் என்று சொல்லும்போது அவை பயன்படாத துறைகளே இல்லை என்று கூறலாம். எனினும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த ஒரு சில பயன்பாடுகளைப் பார்ப்போம். மருத்துவ மனைகளில், கேன்சர் ஏற்படுத்தும் பாக்டீரியாக்களை ஆரம்பநிலையிலேயே கண்டுபிடிப்பதற்கு நானோ அறிவியல் பயன்படுகிறது. உடலில் ரத்த ஓட்டத்தைச் சீர்படுத்தவும் இது பயன்படுகிறது. உணவுப் பதப்படுத்துதல், வண்ணமிடுதல், மணமேற்றுதல் மற்றும் பாக்கேஜிங் ஆகியவற்றில் பதப்படுத்தும் பொருட்களின் திறன் மற்றும் அதன் மூலம் வேதியல் வினைகளின் பண்புகளை நிர்ணயிப்பதற்கும் இந்த அறிவியல் பயன்படுகிறது. போக்குவரத்துத் துறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் கனரக வாகனங்கள் தயாரிக்கும் தொழிற்சாலைகளில் நானோ அறிவியல் பெரிதும் பயன்படுகிறது.

மனிதனின் வாழ்க்கை முறையை மாற்றுவதற்கும், நோயற்ற, சுகாதாரமான வாழ்க்கையில் உயிரிழப்புகளைக் குறைக்கக் கூடிய முக்கிய பயன்பாடுகளில் நானோ அறிவியல் பெரும்பங்கு வகிக்கிறது. ‘ஆள்பாதி ஆடைபாதி’ என்பார்கள், இந்த ஆடைகளில் சுருக்கங்களோ, கறைகளோ படாமலும், பாக்டீரியாக்கள் வளர்வதைத் தடுக்கவும் நானோ பொருட்கள் பயன்படுகின்றன. கம்ப்யூட்டர் திரைகள், கருப்பு கண்ணாடிகள், புகைப்படக் கருவிகள் மற்றும் ஜன்னல்களில் தண்ணீரோ, கறைகளோ ஒட்டாமலும், புற ஊதாக் கதிர்கள் மற்றும் அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் ஊடுருவாமல் தடுக்கவும், நானோ பிலிம்ஸ் எனப்படும் நானோ படலங்கள் பயன் படுகின்றன.

இருசக்கர வாகன ஓட்டிகள் கட்டாயம் ஹெல்மெட் அணியவேண்டும் என்ற சட்டத்தை, மகிழ்ச்சியோடு ஏற்றுக்கொள்ள மறுப்பதின் ஒரு காரணம் அதன் எடையாகும். அதனால் நானோ பொருட்களைப் பயன்படுத்தி, மிகவும் எடை குறைவான ஹெல்மெட்டுகளை தயாரிக்கின்றனர். தற்போது, அவ்வாறே தயாரிக்கப்படும் கார்கள், டிரக்குகள், லாரிகள் முக்கியமாக விமானங்கள், படகுகள் மேலும் ராக்கெட்டுகள் எடை குறைவாகத் தயாரிக்கப்படுவதால், எரிபொருள் சிக்கனம் எளிதாகக் கிடைக்கிறது.

டிரான்சிஸ்டர் என்பது கம்ப்யூட்டர்கள் மற்றும் மின்னணுவியலில் பயன்படும் மிக முக்கியமான உபகரணம் ஆகும். இந்த நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் இதன் அளவு 250 நானோ மீட்டராக இருந்தது. 2014-ம் ஆண்டு இன்டெல் என்ற நிறுவனம் அதன் அளவை 14 நானோ மீட்டராகக் குறைத்தது. 2015-ம் ஆண்டு ஐ.பி.எம். என்ற நிறுவனம் அதை 7 நானோ மீட்டராகக் குறைத்தது. 2016-ம் ஆண்டு லாரன்ஸ் பெர்க்லி என்ற நிறுவனம் அதன் அளவை 1 நானோ மீட்டராகக் குறைத்துப் பெருமைப்பட்டது. மிகமிகச் சிறிய இந்த டிரான்ஸ்சிஸ்டர்களால் என்ன பயன் என்று கேட்கத் தோன்றுகிறதல்லவா? ஆம். இனிமேல் கம்ப்யூட்டர் ‘மெமரி’ என்பது பெரிய தட்டுகளாக (பேனல்) இல்லாமல் மிகச்சிறிய ‘சிப்’களாக மாறிவிடும். இதனால், கம்ப்யூட்டரை ‘ஆன்’ செய்தவுடனேயே அது இயங்கத் தொடங்கிவிடும். ‘ஆப்’ செய்யும்போது நேரத்தை வீணடிக்காமல், டேட்டாக்களை வெகு விரைவாகச் சேமித்து நின்றுவிடும். இப்போதெல்லாம் மக்களுக்கு தொலைக்காட்சியில் ஹை டெப்னிஷன் எனப்படும் எச்.டி. சானல்களின் மேல் மிக ஈர்ப்பு உள்ளது. அதேபோல அல்ட்ரா ஹை டெப்னிஷன் (யு.எச்.டி) சேனல்களும் உள்ளன. அவை படங்களை மிகத் தெளிவாகக் கண்களுக்கு விருந்தாகக் காட்டுகின்றன. இதற்குத் தொலைக்காட்சித் திரைகளில் நானோ பொருட்கள் பயன்படுவதே காரணமாகும்.

நமது உடல் எலும்புகளாலும், சதைகளாலும் ஆனது. சதைகள் திசுக்களால் ஆனவை. திசுக்கள் செல்களால் ஆனவை. ஒரு செல்லின் அளவு மைக்ரோ மீட்டர் ஆகும். நானோ பொருட்களின் அளவோ 100 கோடியில் ஒரு பகுதி ஆகும். அதாவது ஒரு செல்லைவிட நானோ பொருட்களின் அளவு ஆயிரம் மடங்கு சிறியதாகும். எனவே நோய்க்கு மருந்து கொடுக்கும்போது, அதை ஊசி வழியாகச் செலுத்தாமல், நானோ அளவில் உள்ள நானோ ரோபோட்களில் மருந்தை நிரப்பி நோயுள்ள செல்களுக்கு நேரடியாகச் செலுத்தும்போது வெகுவிரைவில் நோய் குணமாகும்.

நானோ அறிவியல் மற்றும் நானோ தொழில்நுட்பம் என்று சொல்லும்போது இரண்டு விஞ்ஞானிகளை நாம் நினைத்தேயாக வேண்டும். ஒரு இயற்பியல் பேராசிரியர் ரிச்சர்டு பெபின்மேன். 1959-ம் ஆண்டு அணுக்களைப்பற்றியும், மூலக்கூறுகளைப் பற்றியும் விளக்கினார். பத்து ஆண்டுகளுக்குப் பின்னர் ஜப்பான் நாட்டைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் டோரியோடானிக்குச்சி என்பவர் தான் ‘நானோ தொழில்நுட்பம்’ என்ற வார்த்தையை முதன் முதலாக உலகிற்கு அறிமுகப்படுத்தினார். இவர்கள் தொடங்கிவைத்த ‘நானோ’ எண்ணிப் பார்க்க முடியாத மேலும் பல விந்தைகளை மனிதகுலத்திற்கு அளிக்கும் என்பதில் எவ்வித ஐயமும் இல்லை. இதன் மூலம் இயற்கையின் விந்தைகளை முழுவதுமாக அறிந்து கொள்ளும் நாட்கள் வெகு தொலைவில் இல்லை.

முனைவர் பி.எஸ்.ஜோசப், இயற்பியல் பேராசிரியர், திருச்சி.