நேனோ: ஓர் அறிமுகம் – கட்டுரை 2 – நேனோ வரலாறு: வைசேஷிக அணுவிலிருந்து – பகுதி 1

ஹாலிவுட் இயக்குநர் ஸ்பீல்பெர்க் தயாரித்த சை-ஃபி திரைப்படம் ‘ஹனி, ஐ ஷ்ரங் தி கிட்ஸ்’ நீங்கள் பார்த்திருக்கலாம். விஞ்ஞானித் தகப்பன் தன் வீட்டுக் கொட்டகையில் கட்டமைத்த கருவியினால் தற்செயலாகத் தன் குழந்தைகளைச் சுண்டைக்காய் அளவிற்குச் சுருக்கிவிடுவார். சிறு உருவில் அவர்கள் எதிர்கொள்ளும் தினவாழ்வின் சவால்கள் வெள்ளித்திரையில்.

இவ்வாறு நிஜமாகவே நம்மைச் சுருக்கமுடியுமா? என்றால், திரைப்படத்தில் விஞ்ஞானி கூறும் தர்க்கம் பின்வரும் வகையில் அமையும். மாலிக்கியுல் என்னும் ஒவ்வொரு அணுக்கூட்டணியிலும் அணுக்களிடையே நேனோ-மீட்டர் அளவுகளில் நிறைய இடைவெளியுள்ளது. அதைப்போலவே, ஒவ்வொரு அணுவிலுமே மத்தியில் இருக்கும் நியூட்ரான் துகளுக்கும் அதைச் சுற்றியிருக்கும் எலக்ட்ரான், புரோட்டான் துகள்களுக்கும் இடையே ஆங்ஸ்ட்ராம் அளவுகளில் (ஒரு மீட்டரில் பத்தாயிரம் கோடி பாகம்) தூரம் அதிகம்.

திருவிழாவிலோ, வாசலில் கைவண்டிகளிலோ வாங்கிச் சுவைக்கும் பெரிதாக புஸுபுஸுவென இருக்கும் பஞ்சுமிட்டாயை அமுக்கி கைக்குள் அடக்கும் உருண்டையாக்கி விடுகிறோமே. அதுபோல, ஒவ்வொரு அணுக்களின் உள்ளிருக்கும் இடைவெளிகளையும், அணுக்கூட்டணிகளில் இருக்கும் இடைவெளிகளையும் மெகா அழுத்தம் கொடுத்து சுருக்கிவிட்டால், பருப்பொருளும் பல மடங்கு சுருங்கிவிடுமே.

இவ்வித தர்க்கத்தை அறிவியல் சரியாக முதலில் கூறியவர் நோபல் பரிசு பெற்ற அமெரிக்க இயற்பியலாளர் ரிச்சர்ட் ஃபேய்ன்மன் (Richard Feynman). 1959இல் ஆற்றிய உரையில் இவ்வித சுருக்கலின் (miniaturization) இன்றியமையாமையைச் சுட்டிக்காட்டினார். “கீழே நிறைய இடமுள்ளது” எனப் பொருள்படும் தலைப்பில் பிரபலமான இவ்வுரைதான் இன்று நேனோ-டெக்னாலஜியை அறிவியலாளரின் பார்வைக்கு வைத்ததாய் கருதப்படும் ஆவணம்.

மேலே விளக்கியுள்ள ‘சுருக்கல்’ சோதனையை நேரடியாகப் பெரிய அளவு பருப்பொருளில் இன்றளவும் செய்யமுடியவில்லை. இவ்வித முயற்சிகளுக்கு ‘டாப்-டவுன்’ முறை என்பார்கள். பெரியதைப் பகுத்து சிறிதாக்குவது. இவ்விதச் ‘சுருக்கலில்’ முக்கியமாக கவனிக்கவேண்டியது, இடைவெளிகள்தான் குறைகின்றன. அதே அளவு அணுக்கள்தான். அதனால் ஆறடியில் உள்ளதை கையளவு சுருக்கினாலும் அப்பருப்பொருளின் கனம் மாறாது. குறிப்பிட்ட திரைப்படத்தில் இங்குதான் கோட்டை விட்டிருப்பர். சுருங்கிய குழந்தைகள், இலைகள் மேலெல்லாம் சறுக்கி விளையாடுவதாகக் காட்சிகள் வரும். சுருங்கிய குழந்தைகளின் உடற்கன மதிப்புகள் முன்பிருந்தவைதான் என்பதால் அறிவியல்-சரியாக, இலை பொத்தலாகிவிடும், இல்லை நசுங்கிவிடும்.

இப்படி நக்கீரர் கணக்காய் ஆராய்ந்தால் அறிவியல் கருத்தாக்கங்களின் 99 சதவிகித கேளிக்கை நீட்சிகள் தற்கத்தில் நிற்காது. ரசித்துவிட்டு நிஜ அறிவியலுக்கு செல்வோம்.

ஃபேய்ன்மனின் உரை 1959இல் நிகழ்ந்தாலும், அதற்கு முன்னரும் பின்னருமாய் பல கண்டுபிடிப்புகளை இன்றைய ‘நேனோ’ என்பதின் வரலாற்றில் பொருத்தி தொகுத்துக்கூற வேண்டும். அமெரிக்க அரசாங்கம் பரிந்துரைக்கும் தேதிகளை ஒட்டி, நேனோ வரலாற்றை அறிமுக நிலையில் கீழே கொடுத்துள்ளேன்.

ஒருவகையில், டெமாக்ரிடஸ் (Democritus) மூவாயிரம் வருடங்கள் முன்னர் அணுவை கருத்தாக்கமாய் விளக்கியதில் துவங்கலாம். ஏறக்குறைய அதே காலகட்டத்தில் நம் கம்பர் “அணுவைக் கூறிட்ட காணிலும் உளன்” என்று கூறியிருந்தாலும், அவரை முதல் நேனோ-தொழில்நுட்பராய் கருதமுடியாது. இந்தியாவில் கணாத ரிஷியின் வைசேஷிக தரிசனத்தில் பிரபஞ்சத்தின் மூலக்கூறாய் ‘அணு’ சில குணங்களுடன் முன்வைக்கப்பட்டிருந்தது. வேண்டுமென்றால், இவ்வைசேஷிக அணு-வில் துவங்கலாம் நேனோ-டெக் வரலாற்றை.

*

nano-book-fig-1

சில நூற்றாண்டுகளுக்கு முன்னர்வரை நேனோ-வரலாறு

~ கி.மு. 700 – வைசேஷிக தரிசனத்தில் ‘அணு’ பற்றிய கருத்துகளை கணாத ரிஷி முன்வைக்கிறார்.

~ கி.மு. 400 – டெமாக்ரட்டிஸ் கிரேக்கத்தில் ‘அணு’ பற்றிய தன் சிந்தையை வெளியிடுகிறார். லுக்ரேஷியஸ் காரஸ் என்பவரின் கவிதையில் பின்னர் இது தெரியவருகிறது.

கி.பி. 4 ஆம் நூற்றாண்டு – ரோமாபுரியில் லைஸர்கஸ் கோப்பை (Lycurgus Cup) உருவாக்கப்பட்டது. படம் 1 இல் இக்கோப்பையைக் காணலாம்.

இன்று பிரிட்டன் அருங்காட்சியகத்தில் இருக்கும் இக்கோப்பை, தங்கமும் வெள்ளியும் கொலாய்டு எனப்படும் திரவத்தில் ஊசலாடும் துகள்களாய் இருக்கும் நிலையில் உள்ள பொருளால் செய்யப்பட்டிருந்தது. வெளியிலிருந்து ஒளி விழுகையில் இளம்பச்சை நிறத்தில் தெரிந்த கோப்பை, அதனுள் விளக்கேற்றி வெளிச்சமிட்டால், இளஞ்சிவப்பு நிறத்தில் ஒளிர்ந்தது. இவ்விளைவிற்கான நேனோ-அறிவியல் அறிதல் இன்று நம்மிடையே உண்டு. நாலாம் நூற்றாண்டில் இவ்விளக்கம், அறிதல், நிச்சயம் இல்லை. வழிவழியாக வந்த பொறியியல் தேர்ச்சியில் கோப்பையை செய்திருக்கவேண்டும்.

9 – 17 ஆம் நூற்றாண்டுகள் – பெர்ஷியா என்றறியப்பட்ட இன்றைய இரான்-இராக் பகுதிகளில் புழக்கத்திலிருந்த பளபளப்பாக ஒளிரும் செராமிக் தட்டுகள்.

அரபு நாடுகளில் செய்யப்பட்ட செராமிக் தட்டுகளின் பளபளப்பு நேனோ தாமிரம் மற்றும் வெள்ளித் துகள்களினால் இருக்கலாம் என்கிறார்கள். இவற்றையும் மரபுவழி செயல்முறையில் அறிந்திருக்கலாம். இத்தட்டுகளின் மாதிரிகள் இன்று பிரிட்டன் அருங்காட்சியகத்தில் உள்ளன.

7 – 15 ஆம் நூற்றாண்டுகள் – ஐரோப்பாவின் பல பிரம்மாண்டமான தேவாலயங்களில் அலங்கார ஜன்னல் கண்ணாடிகளில் பதிக்கப்பட்டிருந்த பளபள அலங்காரங்கள்.

1250 வாக்கில் கட்டப்பட்ட நாட்டர்டேம் தேவாலயம் போன்றவற்றின் அலங்கார ‘பளபளப்பு’ நேனோ தங்க-குளோரைடு துகள்களின் குணத்தினால் என்றறிகிறோம். நேனோ-தொழில்நுட்பம் செய்யவேண்டும் எனத் திட்டமிடாமல், ஆனால் அவ்வகைப் பொருட்களை உருவாக்கி, அதன் குணங்களை உபயோகித்த அலங்காரங்களின் செயல்நேர்த்தியும் மரபுவழி ஞானமே.

13 – 18 ஆம் நூற்றாண்டுகள் – டமாஸ்கஸ் போர்வாள்

கைவேலைப்பாடுகளுடனான இக்கத்திகள், கார்பன் ஸ்டீல் எனப்படும் கரி-எக்கினால் ஆனவை. இதன் பரப்பு நன்றாகத் தீட்டிய இடங்களில் ஆங்காங்கே நேனோ-கரி-குழாய்கள் சேர்க்கையினால் ஆனது என்பதை நிறுவியிருக்கிறார்கள்.

இப்படி நேனோ அளவில் கரி-குழாய்கள் உள்ள பழங்காலப் பொருட்கள் என்றால், நம்மூரில் கண்களைச் சுற்றித் தீட்டிக்கொள்ளும் மை-யில் உள்ளது நேனோ கரி-குழாய்கள். மை செயல்முறையும் இந்தியப்பகுதியில் வாழ்ந்த நம் முன்னோர்கள் பல நூற்றாண்டுகளாக அறிந்திருப்பதுதான். சொல்லப்போனால், இன்று நேனோ கரி-குழாய்கள் செய்வதற்கான ஒரு முறை, நாம் மை தயாரிக்கும் முறையை ஒத்ததே. தனிக் கட்டுரையில் விவரிப்போம். காரிகைகள் என்ன, கிருஷ்ண பரமாத்மாவே கண்ணுக்கு மை இட்டுக்கொண்டுள்ளார்.

சமீப நூற்றாண்டில் நேனோ வரலாற்றைத் தொடர்வதற்கு முன்னர், ஒரு விஷயம்: மேற்படி நிகழ்வுகளை கவனித்தால் உலகில் மனிதன் பல நூற்றாண்டுகளாக நேனோ-தொழில்நுட்பவாதியாய்த் திகழ்ந்துவருவதுபோல் இருக்கும். இல்லை. உதாரணமாக, டமாஸ்கஸ் கத்தியில் நேனோ-மீட்டர்கள் அளவில் கரி-குழாய்கள் அல்லது கரி-உருளைகள் இருந்ததை, அவற்றைச் செய்த பழங்கால மக்கள் அறிந்திருக்க இயலாது. அதி-நுண்நோக்கிகள் 1981இல் தான் வந்தன. பிறகே, பருப்பொருள்களை ஒரு அணு அளவிற்கு அருகில் சென்று பார்க்கமுடிந்தது. இதன்பிறகே பருப்பொருள்களின் பரப்பிலுள்ள மைக்ரோ, நேனோ கோடுகளையெல்லாம் நேரடியாகக் காணமுடிந்தது.

முன்னோர்களின் அபாரமான பல்துறைத் தேர்ச்சிகள் மரபுவழியில், தலைமுறைகளாக, சரியாக வரும்வரை மீண்டும் செய்துபார்த்து உன்னதத்தை அடையும் கைத்தொழில் வகையில் பெற்றவை. இக்கலைப்பொருட்களின் ஆக்கத்திற்குப் பின் இருக்கும் அறிவியல் புரிதல்கள் ‘தொழிற்புரட்சிக்கு’ பின்னரான சமீப இருநூறு ஆண்டுகளில் கண்டவை. பழங்காலத்திலேயே இவ்வகை அறிவியல் இருந்ததும், அதற்கான அத்தாட்சிகளோடு அவற்றையெல்லாம் வேண்டுமென்றே ஒரு சமுதாயமே தொலைத்துவிட்டது என்கிற வகை ’சால்ஜாப்புகளையும்’ ஏற்றுக்கொள்ளமுடியாது.

தமிழர்கள் என்றில்லை, பொதுவாகப் பழம்பெருமையை எவரும் அறிவியல்-சரியாக பேசி நிறுவ முனைகையிலேயே அதற்கான உண்மையான மதிப்பீடுகள் தெரியவரும்.

*

(தொடரும்… அடுத்த திங்கள் கிழமை, 9, மே, 2016 அன்று)